机械工程学报

作者：华德正, 申玉瑞, 彭来, 王其雨, 刘新华

单位：中国矿业大学机电工程学院 徐州 221116

关键词：磁流变液,软体机器人,无缆化驱动,滚动-变形运动,磁场控制；

基金：河北省社会科学基金资助项目(HB24YS005)。

为实现软体机器人的无缆化驱动，同时避免多自由度磁控结构的相互干扰，设计一种基于磁流变液的磁控软体机器人。利用磁流变液毫秒级磁化和无磁矫顽力的特性，设计磁流变液中磁性粒子链在梯度磁场下的动态驱动方式，实现磁控结构的可重构磁化功能。首先介绍磁流变软体机器人的结构模型和制作流程，建立软体机器人滚动-变形运动模式。分析磁流变软体机器人在磁场和应力场作用下的动力学关系，建立不同运动阶段的力学平衡方程。利用COMSOL有限元仿真软件对磁流变软体机器人的单步运动状态进行研究，验证多物理场下滚动-变形运动模式的可行性。最后搭建基于机械臂-永磁体的磁场控制实验平台，开展磁流变软体机器人单步运动、连续运动、越障运动、坡面运动、直行-转向运动的实验测试。实验测试结果表明：磁流变软体机器人能够在平面内任意方向实现稳定、连续运动，且内部磁控结构相互之间无磁场干扰，为磁控软体机器人的结构设计和驱动方法提供了新思路。

来源：2024年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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