气动柔性机器人具有质量轻、环境适应性强、无需元件驱动、在恶劣条件下拥有较好的可靠性等优点。然而,转向运动控制一直是气动柔性机器人开发的最大难题并制约其大规模应用。针对此问题,设计一种通过电控加热使得热收缩膜实现主动转向的充气臂式柔性机器人,对其端部执行机构进行建模设计,对充气壁材料和热缩膜材料进行了实验选择;在此基础上,构建热致收缩的转向控制数学模型,搭建实验样机,并对转向效果进行验证。得到结论如下:充气壁带膜选择0.08 mm厚的PE筒膜,热缩膜选取厚度0.075 mm、宽度20 mm的PVC热缩膜,最佳的热缩温度为80℃。通过脉冲控制,实现了直角转向。该柔性机器人在管道检测方面具有良好的应用潜力。

近年来,新型机器人技术被广泛应用于管道的维护与检查.为了克服刚性管道机器人的局限性,提高机器人的灵活性,软材料制成的机器人已被开发并用于管道探测.由于管道内部管路分支较多,软体机器人在管道内的转向控制面临较大挑战.针对此问题,设计一种小孔径管道软体机器人,并建立运动学模型,在此基础上提出了机器人在T形弯管中的柔顺转向策略.最后,通过实验验证了转向策略的有效性和准确性.实验结果表明,提出的转向策略能有效提高软体管道机器人在T形弯管中的通过性和智能性.