可编程非线性弹簧胶囊机器人

模态切换，四驱推进

通过集成可重新编程的 von Mises 桁架非线性弹簧，该胶囊机器人能在单稳态与双稳态之间动态切换，实现四种不同推进模式，大幅提升在复杂解剖环境中的操控性。

Yujia Zhang · Shen, Jiajia · 严尧 · 童精中 · Lincoln, Reece L. · 张磊 · Liu, Yang

Journal of Sound and Vibration 2025

参数信息

推进模式数量

4

技术优势

推进模式可选

通过切换 VMT 的单稳态与双稳态，机器人获得四种不同的推进行为，可按需选择。

操控性大幅提升

动态调节非线性弹簧可改变内部质量与胶囊的相互作用，使机器人在狭小空间内获得更好的可控性。

结构紧凑可编程

非线性结构在紧凑可展开的外形内赋予机器人前所未有的操控性，适合微型化集成。

应用场景

• 微创手术机器人：用于在狭窄解剖空间内导航和精确操作，减少组织损伤。
• 胶囊内窥镜：提供多种推进模式以增强胶囊在消化道内的移动控制。
• 微型机器人驱动：利用可编程非线性弹簧实现紧凑的驱动与推进。
• 可编程机械结构：通过单双稳态切换调节力学响应，提供多模态行为。