一种仿蝗虫腿空间缓冲吸附机构缓冲参数研究

李 龙，葛泽宇，田应仲，张 泉

(1. 上海大学机电工程与自动化学院，上海 201900；2. 上海市智能制造及机器人重点实验室，上海 201900；3. 上海大学人工智能研究院，上海 201900)

0 引 言

随着人类对太空探索的逐步深入，大量航天器被送入太空轨道。当这些航天器由于各种复杂的原因发生故障或损坏时，需要利用小型的缓冲器附着在航天器的表面对其进行故障诊断、故障维修、故障监控或通信检查等。高速运动的小型缓冲器接触到目标航天器时会不可避免地发生回弹现象，因此如何研制出一种可靠性高、缓冲性能好且具有粘附性能的空间缓冲吸附机构已迫在眉睫。同时，传统的机械设计已经无法满足日益深入的深空探索需要，而随着仿生机器人的日渐成熟，将仿生机构应用于太空环境中是未来深空探索的趋势。

针对仿生缓冲机构，国内外很多学者都开展过相关研究。早在21世纪初期，早稻田大学Hyon等[1]设计了一种仿狗后腿的单腿弹跳机器人“Kenken”，它通过弹簧将机器人跳跃的动能转变成弹性势能，从而实现动能的吸收和自身的缓冲；美国俄亥俄州立大学Palmer等[2]设计出一种仿生四腿机器人“Kolt”，其腿部包括大腿、小腿、弹簧和连杆四部分，该机构成功实现了前进时受到较小的冲击，储存了部分能量，并且降低了惯性力。到2011年，美国密执安州立大学Zhao等[3]设计出一款仿生弹跳机器人，该机构有三条腿，实现缓冲功能的是一条跳跃腿，另外两条腿是支撑辅助腿，辅助腿的作用是为了防止机构着陆时发生侧翻。……