Advanced Intelligent Systems 厘米尺度软体爬线巡检机器人 （主封面论文，Advintellsyst 推荐，力学人推荐）
- 发布时间：
- 2024-06-25
- 文章标题：
- Advanced Intelligent Systems 厘米尺度软体爬线巡检机器人 （主封面论文，Advintellsyst 推荐，力学人推荐）
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缆线是工程结构中重要的组成部件，具有结构承载、电子连接和机械传动的作用。缆线爬行机器人依托于缆线进行运动，完成检查或运送物资的作用。现有的缆线爬行机器人通常由电机驱动，主要使用在大型工程结构中。这些机器人自重较重，一旦发生滑移或坠落，会造成损坏甚至人员伤亡。而对于内部空间狭窄的工程结构，亟需一款体积小、重量轻、能在细缆上爬行的机器人。
最近，西安交大李博教授团队开发了一款纯软体的爬线巡检软体机器人（见图1），该机器人重量为2.1 g，长度为43 mm。由三个柔性的人工肌肉介电弹性体驱动器组成。可以在极细的柔性缆(直径<1mm)上爬行，爬行速度最快可达0.72体长/秒。视频1中展示了该机器人的运动驱动过程，由三个介电弹性体依次谐振变形，实现机器单向运动。通过驱动频率和驱动波形的比较，获得了最优的驱动方案。视频2首先展示了机器人在0.17mm的细丝上爬行过程，并且可以所示掉转移动方向。其次展示了垂直向上爬行的能力。该机器人能够运输物体(水平方向上3.69倍于自身重量；垂直方向上重量的0.76倍)，并具有各种环境下的爬行能力。特别针对变化的环节，该机器人可以从水下过渡到水上，通过驱动频率变化，突破了液体表面张力。
最后，针对具体的检测任务，对机器人装配内窥镜进行巡检操作，包括对张拉整体结构的检测，以及在缩小的机翼模型内容进行检查。实验中，机器人用了140秒走过了飞机机翼内部关键的位置，并可以同步传输图像给用户端。
本工作提出的新型厘米级缆线爬行的软体机器人可以在狭小或密闭的环境中执行检查任务，或难以进入的空间，未来发展电源和控制系统的小型化和集成化，并且改进运动结构从爬单根丝到爬行分支的网络线缆。
上述工作于近期发表于Advanced Intelligent Systems(A Soft, Centimeter-Scaled, Thin-Cable-Crawling Robot for Narrow Space Inspection，DOI:10.1002/aisy.202300828)，并入选当期的主封面推荐论文，见图4。论文工作得到了陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室开放课题支持，在此对表示感谢。
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