新型磁控欠驱动胶囊机器人动力学特性分析

来源：机械与电子杂志2025年第05期北京时间：

作者：刘振虎;张永顺

单位：大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室,辽宁 大连 116024

摘要：针对现有胶囊机器人姿态调整范围小、稳定性差等问题,提出一种由空间万向旋转磁场控制的欠驱动球形胶囊机器人。球形胶囊机器人基于径向磁化磁环与空间万向旋转磁场之间的旋转定轴效应工作,以密封腔内嵌全悬浮磁环空转方式实现俯仰与侧摆 2 自由度运动解耦,通过调整旋转磁场轴线方位控制胶囊轴线同步翻转运动实现全方位定点调姿与翻滚行走功能。通过动力学建模与理论计算,确定了磁场控制参数稳定域,并从理论上验证了胶囊机器人旋转定轴效应,为其实际应用奠定了基础。

关键词：欠驱动球形胶囊机器人;空间万向旋转磁场;旋转定轴效应;动力学模型

基金资助：国家自然科学基金资助项目( 62173059 )