可气动 Kirigami 爬行器
机器人学
2025-06-06 v2
摘要
Kirigami 通过利用切割的几何结构，为引导形变提供独特机会。本文介绍了通过在加热封边纺织品中引入切割图案，以实现周期性气压驱动后的 locomotion 的可气动 Kirigami 爬行器。对传统气囊进行充气会产生对称的鼓胀和收缩。而充气后的 Kirigami 执行器中，累积的压缩力均匀打破对称性，收缩性能比简单气囊提升约两倍，并触发封边局部旋转，重叠自组装成具有新鲜比例特征的 architected 曲面。因此，可气动 Kirigami 执行器表现出均匀、受控的收缩，以及非平面局部变形的非对称性。该过程允许我们利用几何和材料非线性，将可预测的 locomotive 功能赋予基于纺织品的可气动 Kirigami 执行器。我们对这些执行器的编程变形及其对摩擦力的影响进行了彻底表征。我们发现，Kirigami 执行器在充气后 exhibits 方向各向异性的摩擦特性，沿运动方向的摩擦系数更高，使其能够跨越粗糙度不同的表面。我们进一步通过引入多个通道和分段，增强了可气动 Kirigami 执行器的功能性，创建了具备多样化 locomotion 能力的功能软体机器人原型。
引用
@article{arxiv.2502.06466,
title = {Inflatable Kirigami Crawlers},
author = {Burcu Seyidoğlu and Aida Parvaresh and Bahman Taherkhani and Ahmad Rafsanjani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.06466},
year = {2025}
}