将软体机器人建模为具有良置输入矩阵的准连续拉格朗日动力系统

本文考虑一种编织连续体软体机器人，其径向变形受限但允许伸长，提出了一种满足拉格朗日模型性质(包括良置输入矩阵)的准拉格朗日模型。驱动通过三个内压腔实现，忽略扭转效应。该闭式解析模型利用文献中此前被忽略的标量变质量密度场获得，其一方面产生一般不位于骨干曲线上的变质心，另一方面产生依赖于坐标的惯性张量。拉格朗日方法强制基本的斜对称性质，从而展现无源性。一并处理所有这些效应的优势显示出如下 distinct 特征：\textit{i)} 拉格朗日软体机器人动力学模型类似于拉格朗日刚性机器人情形；\textit{ii)} 非线性系统关于控制输入是仿射的；\textit{iii)} 连续体可变形体代表一段恒定曲率，当与各自具有不同恒定曲率的其它段互联时，将导出一个准连续$n$段变曲率软体机器人，且仍保留上述单段的前述特征。\redc{给出了开环与闭环下的代表性仿真与视频。