机械工程学报

作者：雷静桃, 张悦文

单位：1. 上海大学机电工程与自动化学院 上海 200444;2. 上海市智能制造及机器人重点实验室 上海 200444

关键词：气动肌纤维,仿生机体,动态弯曲,串并联刚度,类生物变刚度；

基金：国家自然科学基金（51775323）资助项目。

四足机器人的仿生机体，大多采用刚性或单自由度机体结构，限制了四足机器人的机动性和灵活性。基于四足生物躯体解剖结构及动态弯曲运动机理分析，设计一种气动肌纤维驱动的刚柔耦合仿生机体，可实现变刚度侧向弯曲。根据仿生机体的结构，分析仿生椎间盘、仿生韧带、仿生肌肉等主要组成要素的刚度，提出一种仿生机体的串并联式刚度模型，建立仿生机体的刚度与气动肌纤维输入气压间的关系，探究在不同驱动方式下仿生机体的局部、整体变刚度特性。设计仿生机体的变刚度测试实验平台，分别开展仿生机体的局部、整体动态弯曲试验，分析其主动变刚度特性。实验结果表明，通过改变气动肌纤维的布置及充气压力，能实现仿生机体的动态弯曲，具有类生物的局部或整体变刚度特性。创新研究的仿生机体及驱动方式，为提高四足机器人的机动性提供借鉴。

来源：2022年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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