化学反应自驱动滚动机器人设计与实验

摘要

滚动机器人常采用外置电源或气源驱动,限制了滚动机器人的运动场景和活动范围.本文设计了一种化学反应自驱动滚动机器人,机器人内部放有反应液和催化剂,通过化学反应产生气体,推动反应液在多个腔室内循环流动,从而改变机器人重心实现滚动;设计了滚动机器人的关键部件——重力阀,重力阀在不同角度下实现周期性的开闭,从而控制流体.通过实验对重力阀的结构参数进行优化,使其在满足开闭角度要求的前提下,泄漏量最低;分析了滚动机器人实现自驱动的参数和条件,获得了最低液位线、最高液位线与重力阀开闭角度之间的关系;应用滚动机器人进行实验,结果表明,其最高滚动角速度为2(°)/s,验证了该化学反应自驱动滚动机器人设计的可行性,为化学反应自驱动在机器人领域的应用提供了思路.