基于腔虾类仿生的高容积喷射与减阻滑翔脉冲喷射机器人

腔虾类脉冲喷射运动并非单一的独立喷射事件，而是包含喷射、被动滑翔和腔体填充在内的协调性循环。本文仿照这种周期解析的生物学策略，提出一种基于刚软混合 origami 腔体的脉冲喷射机器人，实现大幅、主动驱动且受几何引导的体形变形。该构件将刚性折叠面板与顺滑硅胶框架相结合，可实现喷射时 75% 的有效腔体容积缩减，并将收缩后滑翔配置的投影横截面阻力面积约降低 75.7%。通过该平台，我们构建了周期解析框架，分别研究喷射容积、滑翔时长和填充路径对整个循环运动性能的影响。实验结果表明，该机器人在首次喷射循环中达到约 0.5 m/s（3.8 节肢长/秒）的峰值速度，平均速度超过 0.2 m/s（1.5 节肢长/秒）。进一步的结果表明，高喷射容积比收缩在速度生成中发挥作用，不同滑翔时长下的减阻面积滑翔，以及基于腔体口径的被动进气阀在填充中发挥辅助作用。本工作既提供了主动可变形的腔虾类喷射推进实现，又为研究脉冲喷射运动中的喷射-滑翔-填充动力学提供了统一的实验平台。