摘要
随着生命科学和材料科学的发展，仿生软体机器人的技术也得到了迅速发展，相较于刚性仿生机器人，软体仿生机器人更加接近生物的力学特性，有着结构简单、灵活性好、环境适应性好等优点。同时，具备爬跳复合运动形式的机器人比单一运动形式的机器人更加能适应复杂的环境。本文采用了接近生物力学特性的介电弹性体作为驱动材料，来制备具备爬行和跳跃功能的仿生软体机器人。 首先，本文根据弹尾虫双稳态的弹跳结构，提出了柔性框架-四个加强筋-介电弹性体薄膜综合的新型的非对称双稳态驱动器，由单层膜制作，结构简单，并可通过提高预拉伸率来增大输出能量。搭建实验平台对介电弹性体双稳态驱动器进行性能测试。对驱动器进行静力学分析。建立了驱动器的有限元模型，采用Abaqus软件计算驱动器的弯曲变形的角度、触发稳态切换的能量和稳态切换后释放的能量，并对实验结果进行验证。 其次，从弹尾虫的跳跃原理出发，用双稳态介电弹性体驱动器来设计软体机器人。在Abaqus和Solidwork等软件的辅助下对机器人进行三维建模、方案设计、参数设计。接着对机器人的跳跃可行性进行理论分析来验证设计的合理性。 最后，对机器人的控制系统进行设计，在实验样机制作完成后，对机器人的性能进行测试，成功实现了机器人的直行、转弯、跳跃的多模态运动。
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