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泛亚电竞机械与运载工程学院陈锐副教授课题组在Nature Communications上发表研究成果
发布时间:2021-12-13 作者: 浏览次数:

2021年12月8日,泛亚(ya)电竞(jing)机械与运载工程学(xue)院陈(chen)锐(rui)副教(jiao)授课题组在(zai)Nature Communications上(shang)发表了题目(mu)为(wei)“可实(shi)现(xian)快速(su)、连续及转向跳跃的(de)无腿软体机器(qi)人”(Legless soft robots capable of rapid, continuous, and steered jumping)的(de)研究论文(wen)。泛亚(ya)电竞(jing)为(wei)第一署名(ming)单位,陈(chen)锐(rui)、硕士研究生袁泽安,哈尔(er)滨工业大学(xue)(深圳)郭江龙副教(jiao)授,泛亚(ya)电竞(jing)柏龙教(jiao)授为(wei)论文(wen)的(de)共同(tong)第一作(zuo)者,陈(chen)锐(rui)、上(shang)海大学(xue)蒲华燕教(jiao)授为(wei)共同(tong)通讯作(zuo)者。

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跳(tiao)跃(yue)(yue)运(yun)动可以(yi)(yi)(yi)有效拓展机器人(ren)的(de)(de)(de)(de)运(yun)动范围和越障(zhang)性(xing)能,对于复杂环境(jing)中运(yun)行的(de)(de)(de)(de)移动机器人(ren)至(zhi)关重(zhong)要。然而,提(ti)(ti)(ti)升跳(tiao)跃(yue)(yue)高度和跳(tiao)跃(yue)(yue)距离(li)等单次跳(tiao)跃(yue)(yue)指(zhi)标以(yi)(yi)(yi)提(ti)(ti)(ti)升机器人(ren)的(de)(de)(de)(de)越障(zhang)性(xing)能与提(ti)(ti)(ti)升跳(tiao)跃(yue)(yue)频率(lv)以(yi)(yi)(yi)提(ti)(ti)(ti)升机器人(ren)的(de)(de)(de)(de)运(yun)动速(su)(su)度往往是矛盾(dun)的(de)(de)(de)(de)。目(mu)前很少有机器人(ren)可以(yi)(yi)(yi)同时实现连续(xu)、快(kuai)速(su)(su)以(yi)(yi)(yi)及灵(ling)活转向的(de)(de)(de)(de)高效跳(tiao)跃(yue)(yue)。

该论(lun)文(wen)针对(dui)非结(jie)构(gou)化环(huan)境(jing)下软(ruan)体(ti)(ti)(ti)机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)驱动(dong)效率(lv)低、可靠性不(bu)足的(de)(de)(de)难题,提(ti)出高性能柔性电液驱动(dong)技(ji)术,并采用(yong)结(jie)构(gou)驱动(dong)一体(ti)(ti)(ti)化设计(ji)的(de)(de)(de)方法,设计(ji)了(le)一款可实现(xian)连(lian)续(xu)快(kuai)速跳(tiao)跃的(de)(de)(de)软(ruan)体(ti)(ti)(ti)机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)。该机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)质量只有(you)1.1g,可以实现(xian)7.68倍自身高度(du)的(de)(de)(de)跳(tiao)跃高度(du)和(he)每秒6.01倍体(ti)(ti)(ti)长(zhang)的(de)(de)(de)跳(tiao)跃距离。将两(liang)(liang)个驱动(dong)器(qi)(qi)(qi)模块连(lian)接在一起组合(he)成(cheng)一个双(shuang)体(ti)(ti)(ti)机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren),可以实现(xian)138.4°/s的(de)(de)(de)转向速度(du),是目(mu)前(qian)已有(you)软(ruan)体(ti)(ti)(ti)跳(tiao)跃机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)中最快(kuai)的(de)(de)(de)。两(liang)(liang)款机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)均(jun)具(ju)有(you)很强的(de)(de)(de)运(yun)动(dong)和(he)越障能力,通过集成(cheng)一些温度(du)、湿度(du)传感器(qi)(qi)(qi),机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)可以进入一些狭(xia)窄非结(jie)构(gou)化环(huan)境(jing)中完成(cheng)环(huan)境(jing)感知和(he)探测任务。本论(lun)文(wen)的(de)(de)(de)研究泛亚电竞官网(wang)为非结(jie)构(gou)化环(huan)境(jing)下软(ruan)体(ti)(ti)(ti)机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)灵(ling)活移动(dong)提(ti)供了(le)一种新的(de)(de)(de)驱动(dong)方式和(he)设计(ji)方法,为电液驱动(dong)技(ji)术在软(ruan)体(ti)(ti)(ti)机(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)上的(de)(de)(de)推广应用(yong)奠定了(le)基础。

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图(tu)示:(a)驱(qu)动(dong)器(qi)的(de)结构组成。(b)机(ji)器(qi)人(ren)实(shi)物样(yang)机(ji)。(c)机(ji)器(qi)人(ren)的(de)跳跃过程(cheng)简(jian)图(tu)。(d)驱(qu)动(dong)器(qi)变形过程(cheng)的(de)截(jie)面图(tu)。(e)机(ji)器(qi)人(ren)跳跃过程(cheng)的(de)高(gao)速相(xiang)机(ji)拍(pai)摄图(tu)。

该研(yan)(yan)究得到了国(guo)家(jia)(jia)重点研(yan)(yan)发(fa)计划(hua)项(xiang)目(mu)、国(guo)家(jia)(jia)自(zi)然泛亚电(dian)竞app下(xia)载基金面上项(xiang)目(mu)的支持。

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