面向柔性机器人的折纸弹簧启发式形状变形
机器人学
2022-01-19 v3 软凝聚态物质
摘要
柔性机器人凭借其柔顺本体和可重构结构，能够通过形状变形实现多种功能。本文构建并研究了一类由已知交错折纸弹簧推广而来的折纸弹簧，作为柔性机器人形状变形的有前景的候选结构。通过所展示的连续介质力学模型、实验和有限元模拟分析，发现这些弹簧在压缩/拉伸区域表现出非线性拉伸-扭转耦合以及线性/非线性力学响应。为改善抗损伤等机械性能，我们通过在弹簧系统中添加额外折痕建立了一种折纸刚性化方法。在该理论框架指导下，我们通过实验实现了三类柔性机器人——折纸弹簧弹射器、爬行器和变形器。这些机器人展现出预期功能和出色的机械性能。所提出的折纸辅助设计概念有望为促进柔性机器人多样化形状变形铺平道路。
引用
@article{arxiv.2102.05378,
title = {Origami spring-inspired shape morphing for flexible robotics},
author = {Qianying Chen and Fan Feng and Pengyu Lv and Huiling Duan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05378},
year = {2022}
}