协同变形跳跃机器人

能量密度高

该机器人采用双扭簧与碳纤维条串联的异质弹性系统，通过协同变形实现高能量存储与高效跳跃。

76713891 · Kong D. · Wei, Yuliang · 76713889 · Su, Zhengguo

IEEE Robotics and Automation Letters 2026

参数信息

弹性致动器储能

28 J

弹性致动器能量密度

140 J/kg

垂直跳跃高度

3.5 m

系统能量密度

52.4 J/kg

重力势能转换效率

65.4 %

模型力偏差

4.4 %

技术优势

储能密度翻倍

串联双扭簧与碳纤维条，SEA储能28 J，能量密度达140 J/kg，使系统能量密度提升至52.4 J/kg。

跳得更高

345 g的机器人实现3.5 m垂直跳跃，重力势能转换效率65.4%。

力学建模精准

统一非线性轴向力模型预测与实验偏差小于4.4%，可指导设计。

应用场景

• 仿生机器人：借鉴弹尾虫协同变形机制，实现高能量密度跳跃。
• 软体机器人：碳纤维条提供非线性弹性，与扭簧串联提升柔性驱动性能。
• 机械工程：统一模型指导异质弹性系统设计，实现精准变形控制。
• 生物材料与仿生学：仿生协同变形机制与材料组合，突破弹簧能量密度限制。