文章核心观点 - 一款融合仿生学与折纸艺术的新型软体机器人，能够安全、高效、高负载地攀爬并巡检高空缆索，解决了传统刚性机器人重量大、适应性差、抗电磁干扰能力弱等问题，在基础设施维护领域展现出巨大应用潜力 [1][2][16] 设计灵感与核心概念 - 运动模式借鉴毛毛虫的“锚定-爬行”步态，通过身体节段交替伸缩与固定实现前进 [2] - 执行机构采用克雷斯林折纸图案，在气压驱动下能产生显著的轴向伸缩变形 [2] 机器人设计与工作原理 - 机器人总重约110克，由身体机构和两个腿部机构构成 [5] - 身体机构由两个并联的单稳态折纸执行器组成，提供前进动力并能被动适应缆索弯曲 [5] - 腿部机构各包含四个双稳态折纸执行器，驱动末端抓爪，双稳态特性实现快速动作切换和断电自锁 [8] - 通过协调控制前腿、后腿和身体三个独立气动回路，完成一个完整的爬行步态周期 [9][10][11] - 实测最大步幅可达其自由体长的81% [15] 性能特点与测试结果 - **直径适配范围广**：通过可拆卸模块化导向环和爪子开合，适配缆绳直径范围从小于1毫米到32毫米，并能在不同直径间自由过渡 [8][16] - **复杂环境适应性强**：能在未处理、带污渍、油腻和结冰的缆绳上爬行，在结冰缆绳上速度达10.8毫米/秒 [16] - **跨越障碍能力**：能借助爪子外侧弯曲法兰翻越障碍，最大跨越高度6.8毫米 [16] - **负载能力突出**：在垂直的30毫米直径缆绳上，能承载超过自身重量10倍的负载（110克机器人可扛起1.2公斤重物） [16] - **安全可靠**：主体材料绝缘且采用气动驱动，不受高压电磁干扰；腿部双稳态自锁特性确保断气后仍能固定；身体执行器经10000次伸缩测试位移稳定 [18] 当前局限与未来改进方向 - **当前局限**：需通过气管连接外部气源和控制系统，活动范围受限；需机载摄像头监控爬行状态，无法自动判断抓握稳固性；性能测试多在静态环境，未受真实户外复杂环境考验 [20] - **未来改进**：计划集成压缩空气和控制单元以实现无系留自主攀爬；在腿部加装压力传感器以自动检测抓握状态；在真实户外环境中开展测试以优化抗干扰和适应性 [20]