一种基于张拉整体轮和双稳机构的变形轮跳机器人

利用张拉整体结构作为移动机器人的轮子，该机器人可以通过膨胀或收缩轮子主动改变形状。除了改变形状的能力外，与尺寸相近的传统轮子相比，使用张拉整体结构作为轮子还具有一些优势。研究表明，通过将膨胀的张力轮改为塌陷的圆盘状张力轮，装有两个二十面体张力轮的机器人可以将宽度从 400 毫米减至 180 毫米，同时将高度从 75 毫米增至 95 毫米。张力格栅轮使机器人能够克服高度分别为 110 毫米和 150 毫米的台阶。通过双稳态机制，机器人还能跳跃到高达 300 毫米的障碍物上，这种机制能逐渐储存能量，但也能迅速释放能量。我们展示了机器人在室内和室外环境中的运动能力，包括各种自然地形，如沙、草、岩石、冰和雪。研究结果表明，使用张力格栅结构作为移动机器人的车轮，可以增强其克服障碍、穿越挑战性地形和从高处坠落的生存能力。当与其他运动模式相结合时，这种形状可变的机器人可广泛应用于灾后搜救或非结构化环境中的监视和监测。