JTBot：一种用于非结构化管道检测的柔性-刚性结合张力完整性机器人

《IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》：JTBot: A Flexible-Rigid Junction Tensegrity Robot for Unstructured Pipeline Inspection

环境适应性张力结构机器人研究

　　

摘要：

由于张力完整性机器人在结构上的韧性和对环境的适应性，它们在环境探索、搜救等领域具有多种潜在应用。然而，与环境互动可能是不可预测的，这要求机器人具备环境感知能力。本文介绍了一种名为JTBot的张力完整性机器人，该机器人结合了柔性构件和刚性构件，用于检测非结构化管道。细长的弹性梁被用来替代刚性杆，通过产生大规模变形来提高机器人的灵巧性和灵活性。柔性构件上嵌入了紧凑型偏转传感器，使JTBot能够估计自身的平衡状态并预测与环境的接触情况。建立了该机器人运动静力学的封闭形式模型，以高效描述这种受缆绳约束的柔性机构的交互行为。因此，借助内在的环境感知能力，可以对这种爬行机器人进行现场步态优化。开发了JTBot的原型机来验证所提出设计的可行性和有效性，并对其进行了多种验证实验。实验结果表明，所开发的JTBot能够以灵巧的方式穿过复杂的管道。此外，还提供了一个演示来展示JTBot在非结构化管道中检测缺陷的能力。