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一直以来,攀爬类的机器人因其能在特殊环境下应用的巨大潜力吸引了众多的研究者。尽管大量具有良好性能的刚性攀爬机器人能在例如石梯、墙壁、管道和杆件上进行攀爬,但他们普遍依赖由刚性执行器和传动部件组成的复杂机制。这种机器人的设计在连续性和灵活性上有所欠缺,身体笨重且成本极高。而软体机器人则由于具有柔顺性、灵活性、安全人机交互性和复杂环境适应性受到大量的关注。攀爬类的软体机器人具备在墙壁和管道内等特殊环境的应用,更是吸引了大量的学者对其研究。然而,实现一种攀爬类的软体机器人能灵活高效的在杆件或管道外表面攀爬一直以来都是一种挑战。本文受到树栖蛇缠绕运动的启发,自主研发了一种系绳的气体驱动的仿蛇缠绕软体爬杆机器人。该机器人由2个缠绕软体执行器和1个伸缩软体执行器组成,并分别模仿蛇的头部、尾部和身体。缠绕软体执行器和伸缩软体执行器均由同一种可折叠波纹管设计而成。通过分析树栖蛇的攀爬运动机理,提出了仿蛇缠绕软体爬杆机器人的仿蛇运动六步态。基于常曲率弯曲假设,我们建立了软体执行器的运动学模型,提出了理论方法来分别分析缠绕软体执行器随气压的弯曲运动和伸缩软体执行器随气压的线性运动。同时也评估了软体执行器的变形能力和影响软体爬杆机器人的关键参数(缠绕软体执行器的环数与旋向、伸缩软体执行器的节数、携带有效负载和频率)。我们论证了该机器人能像蛇一样进行攀爬运动,包括能以30.85mm/s的最大速度垂直攀爬(每秒0.193倍自身体长),在垂直攀爬时携带500g的有效负载(超过自身重量25倍)和攀爬不同摩擦表面的杆件、变直径的杆件、方形杆件以及近直角的杆件。除此之外,通过实验测试展示了该机器人在特殊环境具有潜在应用。机器人对于代替人工在高压电缆上进行电力巡检、在强辐射的核管道以及在水下管道对管道进行检测具有重大意义。