气动双稳态装置驱动的仿喷水推进乌贼结构软体机器人

来源：机器人杂志2023年第3期北京时间：

作者：乔增, 王神龙, 李凯, 林俊杰, 胡锦杰, 黎卓羿, 黄宏泰, 李国瑞

摘要：基于双稳态结构跳变原理, 设计了一种仿喷水推进乌贼结构软体机器人。首先, 制作一种双稳态驱动装置, 该装置随着气体周期性通断进行跳变, 带动拨水薄膜产生往复运动, 使得样机内部体积变化。其次, 通过调节双稳态装置的驱动频率, 使样机快速喷水、缓慢吸水形成动量差, 推动样机向前运动。通过试验得出双稳态驱动装置跳变产生的推进力的变化规律, 并将其应用到仿生乌贼的驱动中。最后, 试验分析了双稳态装置跳变过程的运动特性, 建立相应的力学模型, 通过ABAQUS仿真软件对驱动装置的弯曲性能进行仿真分析, 验证其弯曲性能。研究结果表明, 样机在双稳态装置驱动下可以达到8.7 cm/s (约0.58倍样机身长/秒)的运动速度, 具有一定的负重能力, 展现出了优异的游动性能。

关键词：双稳态装置, 喷水推进, 软体机器人, 动量差