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Multidirectional soft mobile robot driven by dielectric elastomer
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AI
DOI：10.1088/1361-665X/ae59d2.png)
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摘要
En 中文
传统刚性移动机器人存在灵活性不足和环境适应性差等缺点。由介电弹性体执行器（DEAs）驱动的软体机器人以其高能量密度、显著的变形能力和快速响应时间而著称。此外，它能够规避其他驱动系统相关的滞后问题，但仍面临低压运行、材料疲劳和变形管理等挑战。本研究提出了一种采用DEA柔性驱动技术的多方向软体移动机器人。该机器人以两个具有最小能量结构的DEA作为驱动核心，通过连接套管防止DEA分离，并配备单向轮以确保方向可控。机器人采用履带式转向，通过两侧速度差实现转向而不改变行走装置的朝向。通过实验优化了主要的DEA参数：确定空心区域的最佳形状为椭圆形，尺寸为b = 8 mm和h = 10 mm；采用两层DE薄膜叠加方案；预拉伸率设定为400%；电极覆盖面积最大化。性能研究表明，该机器人在5 Hz驱动频率下可实现最大旋转速度2.77° s−1，在7 Hz驱动频率下达到线性速度13.64 cm s−1。它能够通过高度为30 mm的隧道，跨越宽度为13 mm的间隙，并承载自身重量的1.13倍。木质平板上6°的最大稳定爬坡角度验证了其适应性和在严苛条件下的应用能力，为相关技术应用的提供设计基准和实验依据。
Keyword:
Soft mobile robot
Dielectric elastomer actuator
Multidirectional locomotion
Flexible driving
Deformation management
期刊
IF:
3.8
论文数:
8.5K
被引数:
2.5W
机构
引用论文
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