摇摆、滚动与跳跃：刚性与软性椭圆执行器的多运动能力探索
软凝聚态物质
2024-10-11 v1
摘要
刚性圆盘沿斜坡滚动下滚的经典问题是入门力学课程中常给学生讨论的题目。相比之下，关于椭圆滚动行为的系统性研究仅近期才有了涌现。与滚动圆盘不同，此处的几何中心保持距离地面恒定的高度，椭圆的旋转中心由于其偏心形状而呈非线性变化。这种偏心引入了除滚动之外的新运动模式，包括摇摆和跳跃。利用这种多运动行为，我们设计了一种椭圆执行器，其在施加角速度变化时表现出滚动与跳跃两种行为。通过一个简易的几何框架，我们成功地捕捉了该执行器作为在无滑动平面上受力驱动的刚性椭圆的运动，并识别了滚动到跳跃转变的临界角速度。此外，通过为执行器添加可变形性，我们解锁了新的功能，使软体执行器能够攀爬斜坡并协同工作，以整体方式攀爬楼梯。
引用
@article{arxiv.2410.07396,
title = {Rocking, Rolling, and Hopping: Exploring the Multi-motion Capabilities of Rigid and Soft Ellipsoidal Actuators},
author = {Shih-Yuan Chen and Michelle M. Driscoll},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07396},
year = {2024}
}