Um das Problem des hohen Gewichts herkömmlicher Roboter und die Schwierigkeit, komplexe Umgebungen bei der Inspektion alternder Rohrleitungen zu überwinden, anzugehen, entwirft dieser Artikel einen weichkörperähnlichen Roboter, der auf Flüssigkristallelastomeren basiert und den Maßbandwurm imitiert. Der weichkörperähnliche Roboter besteht aus zwei Verankerungsantrieben an den Enden und einem Biegeantrieb in der Mitte, wobei die Antriebe hauptsächlich aus Flüssigkristallelastomer (LCE) und flexibler polyimid-basierter Elektroheizfolie (PI) bestehen und durch elektrisch induzierte Verformung des Flüssigkristallelastomers arbeiten. Der Roboter bewegt sich kriechend durch abwechselnde Bewegung der beiden Verankerungsantriebe sowie die koordinierte Zusammenarbeit mit dem Biegeantrieb. In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Merkmalparameter der Antriebe auf die Antriebsleistung untersucht, die Angemessenheit des Bewegungsmusters des weichkörperähnlichen Roboters wurde durch Kombination von Finite-Elemente-Analyse und Experimenten validiert, und die Bewegungsleistung des Roboters wurde durch Experimente in verschiedenen Umgebungen (Ebene, Rampe, komplexe Rohrleitungen) weiter erforscht. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die maximale Geschwindigkeit des weichkörperähnlichen Roboters bis zu 24,1 mm/min beträgt und er sich stabil in komplexen Rohrleitungsumgebungen bewegen kann. Der entworfene Flüssigkristall-Elastomer-Roboter kann einen neuen Ansatz für die Realisierung der komplexen Rohrleitungsinspektion bieten.

Weichkörperroboter; Flüssigkristallelastomer; Maßbandwurm-Imitation; aktives Verankern