机械工程学报

作者：谭康宁, 张琦炜, 何子瀚, 梅栋, 唐刚强, 方虹斌, 王延杰

单位：1. 河海大学机电工程学院 常州 213022;2. 河海大学江苏省特种机器人技术重点实验室 常州 213022;3. 复旦大学智能机器人研究院 上海 200433;4. 复旦大学义乌研究院 义乌 322000

关键词：折纸结构,气动肌肉,翻转机器人,运动分析；

基金：科技部“智能机器人”重点研发专项(2020YFB1312900)和国家自然科学基金(51975184)资助项目。

折纸结构具有变形能力强和组装简易等优点，在软体机器人设计中有着广泛的应用前景。基于吉村折纸结构出色的弯曲变形性能，提出了一种多自由度翻转软体机器人。首先，设计了由气动肌肉和吉村折纸结构组成的气动折纸驱动器，通过分析驱动器的弯曲性能优化了气动肌肉节数。然后，基于模块化和集成化的设计理念，搭建了由双气动折纸胞体组成的翻转机器人样机。建立了机器人的运动学模型，并提出了二维平面坐标系下的翻转机器人轨迹规划理论，分析了直行、侧行、弓字和口字四种周期性运动步态以及直线、圆弧对应的插补运动轨迹。最后，实验测试结果表明，机器人具有良好的运动性能，在水平面内成功验证了四种基本运动步态和轨迹插补运动，其最大直行运动速度可达77.19 mm/s，且能实现在30°斜坡面上的单向翻转爬坡，并具备非连续及过渡表面运动能力。

来源：2025年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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