机械工程学报

作者：张军豪, 陈英龙, 杨双喜, 王高贤, 杨昕宇, 弓永军

单位：1. 大连海事大学船舶与海洋工程学院 大连 116026;2. 大连海事大学辽宁省救助与打捞工程重点实验室 大连 116026;3. 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室 杭州 310027

关键词：蛇形机器人,仿生机器人,结构驱动,建模控制；

基金：国家自然科学基金(51905067, U1908228)、大连市科技创新基金重点学科重大项目(2020JJ25CY016)和流体动力与机电系统国家重点实验室开放基金课题(GZKF-202112)资助项目。

蛇形机器人是一种能够模仿生物蛇运动的新型仿生机器人，由于它能像生物蛇一样实现“无肢运动”，因而被国际机器人业界称为“最富于现实感的机器人”。研究涉及材料学、仿生学、机械设计制造、传感技术等多学科交叉融合，在消防灭火、灾后救援、海底环境与管道探测、复杂环境作业、军事侦查等领域具有广阔应用前景，受到国内外学者及机构的广泛关注和研究。从蛇的生物特征、仿生原理、结构驱动、建模及控制等方面对蛇形机器人研究进行综述，按结构类型将蛇形机器人分为被动轮式、主动轮式、履带式、螺旋桨式和其他结构等；按驱动方式将蛇形机器人分为直流电机驱动、流体驱动、混合驱动和其他驱动等；以及目前常用于蛇形机器人的建模方法和控制策略。从中归纳和分析，得到蛇形机器人的关键研究问题包括材料升级、结构优化、柔性传感技术和自适应控制，其未来发展方向包括新型材料制备成型、高效结构设计加工、灵敏柔性传感技术、新型适合大变形的建模方法、自适应控制系统研发。

来源：2022年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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