多运动模式折纸机器人的理论建模与仿生轨迹优化

近期关于移动机器人的研究集中于利用软材料和结构提高其对不可预测和非结构化环境的适应性。然而，这些柔顺机器人的关键设计参数确定和控制主要通过实验迭代，缺乏坚实的理论基础。为提高其效率，本文旨在提供两种运动模式——爬行和游泳——的数学建模。具体而言，首先设计了一个动力学模型，以揭示接触面摩擦系数在不同运动阶段对位移的影响。此外，利用坐标变换提供了一个游泳运动学模型，并在此基础上进一步开发了一种系统规划类人游泳步态的算法，以获得最大推力。所提出的算法具有高度泛化性，并有可能应用于其他多关节软机器人。仿真实验验证了所提建模的有效性。