第２４卷第３期 徐州工程学院学报（自然科学版） ２００９年９月 Ｖｏ１．２４ Ｎｏ．３ Ｊｏｕｒｎａｌ ０ｆ Ｘｕｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｅｄｉｔｉｏｎ） ＳＥＰ．２００９ 仿生爬行机器人研究中的关键技术 张 颖，朱兴龙 （扬州大学机械工程学院，江苏扬州 ２２５００９） 摘 要：综述了仿生爬行机器人的研究现状，重点介绍了几种类型的爬行机器人．在此基础上 对仿生爬行机器人在实用化研究过程中出现的关键问题进行了讨论．最后提出了一种仿蠕虫爬行 机构的方案，并指出了研究这种机构中的关键问题． 关键词：仿生；爬行机器人；关键技术 中图分类号：ＴＰ２４文献标志码：Ａ文章编号：１６７４—３５８ｘ（２００９）０３—００５０—０６ 机器人是一门高度交叉的综合性学科，涉及到机械学、生物学、控制论与控制工程学、计算机科学与工 程、信息科学、光学、电子工程学、传感技术、人工智能、人类学、社会学等诸多学科．自从１９５９年美国制造世 界上第一台工业机器人起，机器人的发展经历了示教（工业）机器人、感知（遥控）机器人、智能机器人三个阶 段，仿生机器人也可以作为其中较为独特的一支，但仿生机器人能否超越智能机器人成为真正的仿生机器人 也是研究者们需要研究的问题． 仿生机器人以仿生学为核心的相关学科进行研究，运动仿生、感知仿生、控制仿生、能量仿生、材料仿生 等诸多基础仿生技术的深入研究为仿生机器人的发展提供了一定的理论基础和技术支持．根据仿生机器人 的运动方式可以将机器人分为爬行机器人、飞行机器人、跳跃机器人以及水下机器人等，这些机器人在人类 的生活、生产和军事中发挥了许多独特的作用．因爬行机器人多在陆地上运动，方便控制，所以爬行机器人的 研究最为广泛＿１ｊ． 仿生爬行机器人根据仿生类型的不同，可以具体分为爬壁机器人、仿蛇机器人、仿蜘蛛机器人、仿蚯蚓机 器人、仿昆虫机器人等，现在国内外对这些仿生爬行机器人的研究多停留在仿形或仿生物的某一个或几个功 能阶段，还没有达到完全仿生． １仿生爬行机器人的研究现状 仿生爬行机器人多采用类似生物的腿式机构进行运动，根据研究目的的不同，也可采用轮式或吸盘等方 式驱动． １．１爬壁机器人 爬壁机器人多用于救灾、墙壁检测和清扫高楼玻璃，为了能在垂直的墙壁行走，其足部多采用真空吸盘， 有两足、四足和八足的机器人 ２ ］． 日本的Ｎｉｓｈｉ实验室研制了一种用于救灾、墙壁检测和救火的爬壁机器人，该机器人为两足，足底装有吸 盘，行走采用连杆机构驱动，可以实现从地面到垂直的墙壁、从墙壁到天花板的运动，并能在墙壁上行走． ２００３年，大学研究设计了一种用于清洗高楼玻璃的爬壁机器人，其足部装有吸盘用以将机器人固 定在玻璃上，通过平移机构在玻璃上移动，并能够通过旋转腰部调整机器人在玻璃上的位置．机体上装有由 ＣＣＤ摄像机和两个激光器二极管组成的视觉传感器，用于机器人在墙壁上的定位．机器人能达到的最高爬 行速度为３ ｍ／ｍｉｎ，可以跨越高３５ ＩＴｌｍ、宽８０ ｍｍ及以下尺寸的障碍物． 美国的Ｃａｒｌｏ等也研究出了两个爬壁机器人原型ＲＧＲ和ＣＧＲ，前者采用铝合金材料，适合在大的物体 收稿日期：２００９—０６一Ｏ１ 基金项目：上海市重点学科开放课题资助项目（ＹＯ１０２～１一ＫＦ０６） 作者简介：张颖（１９８４一），女，江苏徐州人，硕士研究生，主要从事机器人技术研究 通讯作者：朱兴龙（１９６４一），男，教授，主要从事机电一体化研究． ・ ５０ ・ 张颖，等：仿生爬行机器人研究中的关键技术 上爬行，而ＣＧＲ采用了ＳＭＡ，适合在微小的物体上爬行．他们能够在斜度为６５。的斜面上爬行，速度可以达 到２０ ｍｍ／ｓ． １．２仿蛇机器人 自从日本东京大学的Ｈｉｒｏｓｅ教授在１９７２年研制了第一台蛇形机器人样机，并建立了机器蛇的理论体 系后，机器蛇受到了各个科研机构的关注 ． ２００２年，沈阳自动化研究所机器人重点实验室提出了新型的两自由度蛇形机器人机构，该机器人能够 实现两种侧向运动：侧向蜿蜒运动和侧向滚动．机器人样机共有１０个模块连接而成，每一模块均由一个直流 伺服电机驱动，并带有自己的驱动器．整个关节长度为１４０ ｍｍ，宽度为３３ ｍＥ，高度为５５ ｍｍ，质量大约 ２００ ｇ．头部和尾部分别安装电机驱动器和电源，不参与运动，整机长０．７ ｍ，质量为１．１ ｋｇ，共有４个电机，８ 个自由度． ２００４年，瑞士的Ｃｒｅｓｐｉ等研制了一种两栖仿蛇机器人ＡｍｐｈｉＢｏｔ Ｉ，它既可以在水里运动，也可以在地 面上爬行．机器蛇的运动是通过一个中心的直视装置信号发生器控制的，此发生器可以产生振荡波，从而控 制机器人运动．ＡｍｐｈｉＢｏｔ Ｉ是由若干个单元体连接而成，每个单元体分别由电机、齿轮、电位计、连接器、连 接片以及锂离子电池组成． １．３仿昆虫机器人 仿昆虫机器人多为六足或八足，主要是仿蟑螂、蜘蛛等节肢动物¨】 ¨］． 德国的Ｐｆｅｉｆｆｅｒ等研究出了一种基于仿生学的六足爬行机器人，其足部由位于同一平面的三个单元组 成，并通过一个倾斜的轴和主体相连，足部所在的平面可以绕着斜轴旋转．机器人的控制部分由每个足上的 １０个传感器、转换器、微处理器单元和电机组成，分为低、中、高三层．整个机器人质量为２３ ｋｇ，可以承载的 质量为１８ ｋｇ． １．４管道爬行机器人 管道机器人一般用于民用设施、医学和军事装备中，可对管道进行检测和维护，从而有效提高管道的寿 命．管道机器人一般都是微机器人，特别是用于医疗方面的．基于仿生学原理设计的管道机器人主要有仿蜘 蛛、蚯蚓等机器人． 国外对于管道爬行机器人已有很多研究ｌ＿１ ”］，德国的Ｚｉｍｍｅｒｍａｎｎ等研究了一种仿蚯蚓的磁变虫爬行 机器人原型，利用交变磁场实现机器人的虫形运动，通过在一个圆形管道的两边有规律地放置线圈，通电产 生磁场．磁变虫在管道中的速度由磁变虫和管道的几何形状决定． 考虑到电源线会影响到机器人的灵活性，韩国的Ｋｉｍ等开发出一种应用ＳＭＡ的无线控制、无线电源的 微小仿蚯蚓机器人，由ＳＭＡ弹簧、硅树脂管、前后盖、导向管、前后体、电池、接收器和控制器等组成，ＳＭＡ 弹簧和硅树脂管组成了机器人的线性执行机构．机器人能以１０ ｍｍ／ｍｉｎ的速度运动８ ｒａｉｎ，使用较大的碱 性电池，时间可以达到４０ ｍｉｎ．该机器人虽结构简单，但是能有效地在人体的消化器官、弯曲的长管道等狭 窄粗糙的环境中爬行． 上海交通大学、浙江大学等在仿蚯蚓机器人方面都有研究，其中上海交通大学研究的较为成熟ｌ＿１ ．他们 研制的仿蚯蚓微机器人主要利用ＳＭＡ的形状记忆效应使机器人蠕动式前进． １．５ 其他仿生爬行机器人 上海交通大学研究的微型蠕动机器人，主要是通过ＳＭＡ驱动器的收缩和伸张来实现机器人的前进和 转弯运动，双偏心轮自锁机构与换向机构控制机器人的运动方向，移动采用轮式，可以实现机器人的双向 移动 ． 该机器人主要有前后车体、弹性杆、ＳＭＡ驱动器、换向机构、偏心轮自锁机构及车轮６个部分组成． ＳＭＡ驱动器由一根ＳＭＡ螺旋弹簧、一根普通螺旋弹簧、两个套筒和两个固定螺钉组成．机器人移动的速度 为５０ ｍｍ／ｍｉｎ，并可以在斜度小于３０。的斜面上运动． ２仿生爬行机器人研究的关键问题 ２．１仿生功能部件的研究开发 近年来，仿生功能部件如气动人工肌肉、形状记忆合金 。纠等的研究也应用在仿生机器人的研究之中． ・ ５１ ・ 徐州工程学院学报（自然科学版） ２００９年第３期 这类功能部件的研究大大推动了机器人的发展，但是也面临一些需要解决的问题，比如气动人工肌肉驱动， 虽然体积小、质量轻，但是需要解决气源携带问题；ＳＭＡ同样体积小、质量轻、安装方便，但其伸缩位移小，一 般只用于微机器人． 一 所以对于爬行机器人的研究，要充分认识仿生功能部件的重要性，不断研究出新型的仿生功能部件，有 利于爬行机器人甚至机器人领域的发展． ２．２能源携带问题 对于爬行机器人，相比飞行机器人和水下机器人来说，其能源携带问题要简单一些．比如水下机器人， 能源必须考虑压力、防水等方面的问题；而飞行机器人因为要在高空飞行，其本身质量必须要小，所以携带能 源的体积、质量要尽可能小，若飞行机器人的飞行时间长，还要考虑相关的问题． 爬行机器人现在朝着微型化的方向发展，机器人外形的美观也非常重要，所以解决能源携带问题就是一 个不可忽略的问题，开发新型能源和体积小而又高效的电机是比较可行的方法． ２．３仿生问题 现在的仿生爬行机器人主要是仿照爬行类动物的外形进行设计的，比如蜘蛛、蚯蚓、蛇等．其实，仿生的 目的并不应该只局限于仿动物的外形以及具体的行走模式，更重要的应该仿动物本身所具有的功能和特长， 能够做到形神兼备．目前国内外的大部分研究只停留在仿形上，但也有部分研究人员开始涉足将某种动物所 特有的功能和特征赋予机器人．所以今后在基础的仿形工作上，对仿照动物特长和功能的机器人的研究将越 来越多，达到真正的仿生． ３ 一种仿蠕虫爬行方案及关键问题 ３．１一种仿蠕虫爬行方案 蠕动爬行类机器人［２ 作为仿生爬行机器人中的一支，正受到越来越多学者的关注，所以将来会有很大 的发展空间．它是根据蠕虫爬行时的分节现象而得来的，其运动方式是前体节夹持住物体，通过肌肉收缩，带 动后体节前移，从而实现蠕动爬行． 从国内外研究现状不难看出，基于仿生学研究的移动机器人、爬行机器人、爬壁机器人等，其驱动机构的 形式有气动人工肌肉、ＳＭＡ驱动、齿轮驱动、连杆驱动、气缸或油缸驱动、轮式驱动、履带驱动等，它们各有特 点，如气动人工肌肉驱动具有体积小、质量轻的特点，但需要解决气源携带问题 ；ＳＭＡ驱动同样具有体积 小、质量轻、安装方便特点，但其伸缩位移小，一般用于微机器人的驱动 ；齿轮驱动、连杆驱动、气缸或油缸 驱动等具有质量、体积大特点，适用于多自由度运动控制系统等．本文正是从这一问题出发，由生物蠕动爬行 得到启发，提出了一种新的驱动机构，实现蠕动爬行和方向的改变．它利用滚动摩擦与滑动摩擦的不同特性， 采用弹性储能和单向轮反向制动原理，实现仿生蠕动爬行机构的蠕动爬行．通过控制弹性体的长度，改变刚 体或弹性体的运动，实现仿生蠕动爬行机构方向的改变，并能实现避障或跨越障碍． 通过对其机理的分析，要实现其蠕动爬行的功能还是可行的，以下为我们初步的研究方案．单体伸缩器 模仿分节蠕虫的体节，它由两个等曲率球面、伸缩器、单向轮等组成，如图１所示． 图１ 伸缩器单体 图２控制器单体 Ｆｉｇ．１ Ａｒｔｈｒｏｍｅｒｅ ｏｆ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｊｏｉｎｔ Ｆｉｇ．２ Ａｒｔｈｒｏｍｅｒｅ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ・ ５２ ・ 张颖，等：仿生爬行机器人研究中的关键技术 在两个球面之间装有伸缩器，伸缩器的伸缩导致两球面发生相对运动．单体伸缩器支撑在单向轮（足） 上，单向轮向前可以滚动，向后则自锁，若发生运动，则只能是滑动．控制器体节由球面、控制器、弹性绳和单 向轮组成，如图２所示．弹性绳一方面用于储存能量，在伸缩单体收缩时，释放能量，拖动单体向前运动；另 一方面，通过控制器改变弹性绳的长度，改变单体的受力状况，从而改变单体之间的贴合程度．每个球面单体 在圆周方向开有均布的４个ＪＪ，￣Ｌ，单体与单体之间用４根弹性绳连接起来． 当控制器控制４根弹性绳受力相等时，各单体呈直线排列，如图３所示．伸缩器单体伸展时，由于单向 轮的作用，各单体向前运动，同时弹性绳储存能量，伸缩器单体收缩时，弹性绳释放能量，拖动各单体向最前 端的单体靠近，从而实现蠕动爬行． 图３ 蠕动爬行机构蠕动爬行示意图 Ｆｉｇ．３ Ｃｒａｗｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ 当控制器控制４根弹性绳受力不相等时，如最上端的弹性绳收紧，两侧面的弹性绳受力相同，最下面的 弹性绳松开，但仍然保持一定的弹性拉力，则各单体向上侧弯曲，如图４所示，从而改变各单体的方向，为爬 越障碍提供了可能． ３．２仿蠕虫爬行研究中的关键技术 分析分节蠕虫是如何实现爬行的，从而找出其运动规律；从分节蠕虫的爬行机理人手，研究仿生蠕动爬 行机构，包括单体结构，探讨如何实现蠕动爬行方向的改变． 研究各单体的力学模型以及各单体力传递的一般性问题；研究伸缩器驱动力与弹性绳弹力之间的关系， 即伸缩器驱动力与控制器控制力之问的数学模型，从而确定蠕动爬行的驱动存在条件；研究仿生蠕动爬行机 构在改变方向时，两单体表面发生对滚（而不是滑移）的存在条件；研究单体曲率半径、单体材料特性、方向改 变度与伸缩器驱动力以及控制器控制力之间的关系，从而确定蠕动爬行机构方向改变时的驱动存在条件． 建立仿生蠕动爬行机构的运动学和动力学模型；研究各种越障规划算法． ・ ５３ ・ 徐州工程学院学报（自然科学版） ２００９年第３期 图４ 蠕动爬行机构方向改变示意图 Ｆｉｇ．４ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ４ 结语 无论是对于仿生爬行机器人，还是对于整个机器人领域来说，研究的最终目的就是使其能够用于实际， 所以开发出可以实际应用的机器人将成为今后的一个发展趋势，特别是一些人类不易到达的地方或不容易 做的事情，都可以让机器人代劳． 从上面的讨论可知，无论是爬壁机器人、仿蛇机器人、仿昆虫机器人、管道爬行机器人，还是本文提出的 一种仿蠕虫爬行机构，都涉及到仿生功能部件的研究开发、能源携带以及控制等问题．今后研究的热点将会 针对上述问题，以期取得较大的突破，为爬行机器人朝着微型化、小型化的方向发展打下一个良好的基础． 参考文献： Ｅｌｉ许宏岩，付宜利，王树国，等．仿生机器入的研究［Ｊ］．机器人，２００４，２６（３）：２８３—２８８． ［２］Ｎａｓｈｉ Ａ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｗａｌｌ—ｃｌｉｍｂｉｎｇ ｒｏｂｏｔｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９６，２２（２）：１２３—１４９． ［３］Ｓｕｎ Ｄｏｎｇ，Ｚｈｕ Ｊｉａｎ，Ｌａｉ Ｃｈｉｍｉｎｇ，ｅｔ ａ１．Ａ ｖｉｓｕａｌ ｓｅｎｓｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ａ ｃｌｉｍｂｉｎｇ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｒｏｂｏｔ ｏｎ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ ｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］． Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，２００４，１４（ｉ０）：１０８９—１１０４． ［４］Ｃａｒｌｏ Ｍ，Ｍｅｔｉｎ Ｓ．Ａ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｃｌｉｍｂｉｎｇ ｒｏｂｏｔ ｂａｓｅｄ ＯＨ ｔｈｅ ｇｅｃｋｏ［Ｊ￣．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，３（３）：１１５ —１２５． ［５］Ｂｒｉｏｎｅｓ Ｌ，Ｂｕｓｔａｍａｎｔｅ Ｐ，Ｓｅｒｎａ Ｍ Ａ．Ｒｏｂｉｃｅｎ：ａ ｗａｌｌ—ｃｌｉｍｂｉｎｇ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｒｏｂｏｔ ｆｏｒ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ 口］．Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，１９９４，１１（４）：２８７—２９２． ［６］Ｄａｉ Ｚｈｅｎｄｏｎｇ，Ｓｕｎ Ｊｉｕｒｏｎｇ．Ａ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ—ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ｇｅｃｋｏ—ｌｉｋｅ ｒｏｂｏｔ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，４（２）：９１～９５． ［７］陈 丽，王越超，马书根，等．蛇形机器人侧向运动的研究［Ｊ］．机器人，２００３，２５（３）：２４６—２４９． ［８］Ｃｒｅｓｐｉ Ａ，Ｂａｄｅｒｔｓｃｈｅｒ Ａ，Ｇｕｉｇｎａｒｄ Ａ，ｅｔ ａ１．ＡｍｐｈｉＢｏｔ Ｉ：ａｎ ａｍｐｈｉｂｉｏｕｓ ｓｎａｋｅ—ｌｉｋｅ ｒｏｂｏｔ［Ｊ］．Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００５，５０（４）：１６３—１７５． ・ ５４ ・ 张颖，等：仿生爬行机器人研究中的关键技术 ［９］Ｃｈｅｒｎｏｕｓｋｏ Ｆ Ｌ．Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ ｓｎａｋｅ—ｌｉｋｅ ｌｏｃｏｍｏｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ，２００５，１６４（２）：４１５—４３４． ［１ｏ］Ｐｆｅｉｆｆｅｒ Ｆ，Ｅｌｔｚｅ Ｊ，Ｗｅｉｄｅｍａｎｎ Ｈ Ｊ．Ｓｉｘ－ｌｅｇｇｅｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｗａｌｋｉｎｇ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ［Ｊ］．Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕ～ ｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，１９９５，１４（２／３）：２２３—２３２． ［１ １ ２ Ｇｏｎｚａｌｅｚ ｄｅ Ｓａｎｔｏｓ Ｐ，Ｃｏｂａｎｏ Ｊ Ａ，Ｇａｒｃｉａ Ｅ，ｅｔ ａ１．Ａ ｓｉｘ－ｌｅｇｇｅｄ ｒｏｂｏｔ—ｂａｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｈｕｍａｎｉｔａｒｉａｎ ｄｅｍｉｎｉｎｇ ｍｉｓｓｉｏｎｓ ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，２００７，１７（８）：４１７—４３０． ［１２２ Ｄｅｌｃｏｍｙｎ Ｆ，Ｎｅｌｓｏｎ Ｍ Ｅ．Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ａ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｈｅｘａｐｏｄ ｒｏｂｏｔ［Ｊ］．Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０００， ３０（２０００）：５—１５． ［１３］Ｋｌａａｓｓｅｎ Ｂ，Ｌｉｎｎｅｍａｎｎ Ｒ，Ｓｐｅｎｎｅｂｅｒｇ Ｄ，ｅｔ ａ１．Ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｗａｌｋｉｎｇ ｒｏｂｏｔ ＳＣＯＲＰＩＯＮ：Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ［Ｊ］．Ｒｏ～ ｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００２，４１（２／３）：６９—７６． ［１４］Ｈｏ Ｔ，Ｃｈｏｉ Ｓ，Ｌｅｅ Ｓ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｑｕａｄｒｕｐｅｄ ｒｏｂｏｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，４（４）：１９３— １９９． ［１５］Ｚｉｍｍｅｒｍａｎｎ Ｋ，Ｎａｌｅｔｏｖａ Ｖ Ａ，Ｚｅｉｄｉｓ Ｉ，ｅｔ ａ１．Ａ ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ ｍａｇｎｅｔｉｚａｂｌｅ ｗｏｒｍ ｉｎ ａ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ－－Ａ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ａ ｍｏｂｉｌｅ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｒｏｂｏｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ａｎｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００７，３１１（１）：４５０—４５３． ［１６］Ｋｉｍ Ｂ，Ｌｅｅ Ｍ Ｇ，Ｌｅｅ Ｙ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ａｎ ｅａｒｔｈｗｏｒｍ—ｌｉｋｅ ｍｉｃｒｏ ｒｏｂｏｔ ｕｓｉｎｇ ｓｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ａｌｌｏｙ ａｃｔｕａｔｏｒ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃ～ ｔｕａｔｏｒｓ Ａ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ，２００６，１２５（２）：４２９—４３７． ［１ ７］Ｚｈａｎｇ Ｙｕｎｗｅｉ，Ｙａｈ Ｇｕｏｚｈｅｎｇ．Ｉｎ—ｐｉｐｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｒｏｂｏｔ ｗｉｔｈ ａｃｔｉｖｅ ｐｉｐｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｃｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｈｅｏｒｙ，２００７，４２（１２）：１６１８—１６３１． ［１８］Ｃｈｏｉ Ｈ Ｒ，Ｒｙｅｗ Ｓ Ｍ．Ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ａｃｔｉｖｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｇａｓ ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ［Ｊ］． Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，２００２，ｌ２（５）：７１３—７３６． ［１９］左建勇，颜国正．基于蚯蚓原理的多节蠕动机器人口］．机器人，２００４，２６（４）：３２０—３２４． Ｅ２０］Ｑｉｎ Ｃｈａｎｇｊｕｎ，Ｍａ Ｐｅｉｓｕｎ，Ｙａｏ Ｑｉｎ．Ａ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｍｉｃｒｏ～ｗｈｅｅｌｅｄ ｒｏｂｏｔ ｕｓｉｎｇ ＳＭＡ ａｃｔｕａｔｏｒ［Ｊ￣．Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ａ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ，２００４，１１３（１）：９４—９９． ［２１］Ｔａｎ Ｈ，Ｅｌａｈｉｎｉａ Ｍ Ｈ．Ａ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ａｌｌｏｙ ａｃｔｕａｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｎｏｎ～ ｌｉｎｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，２００８，１３（９）：１９１ ７—１９２８． ［２２］Ｐｅｉ Ｑｉｂｉｎｇ，Ｐｅｌｒｉｎｅ Ｒ，Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｅｌｅｃｔｒｏｅｌａｓｔｏｍｅｒ ｒｏｌｌｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｗａｌｋｉｎｇ ｒｏｂｏｔｓ［Ｊ］． Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ，２００３，１３５—１３６：１２９—１３１． ［２３］秦昌骏，马培荪，姚 沁．基于ＳＭＡ的仿昆虫蠕动微型车［Ｊ］．功能材料与器件学报，２００４，１０（２）：２３９—２４４． ［２４］卫玉芬，李小宁．Ｍｃｋｉｂｂｅｎ气动人工肌肉在爬升和爬行机器人中的应用［Ｊ］．液压与气动，２００３（３）：４２—４４． ［２５］Ｈｕａｎｇ Ｗ．Ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ ａｃｔｕａｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｄｅｓｉｇｎ，２００２，２３（１）：１１—１９． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ Ｂｉｏ—Ｃｒａｗｌｉｎｇ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎｇ，ＺＨＵ Ｘｉｎｇ—ｌｏｎｇ （Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ｓｏｍｅ ｓｕｍｍａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｑｕｏ ｏｆ ｂｉｏ～ｃｒａｗｌｉｎｇ ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｓｏｍｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｒｏｂｏｔｉｃｓ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｋｅｙ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｒｅ～ ｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ ｏｆ ｂｉｏ—ｃｒａｗｌｉｎｇ ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｎ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｂｉｏ—ｃｒａｗｌｉｎｇ ｏｒｇａｎ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｏｒｇａｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ；ｃｒａｗｌｉｎｇ ｒｏｂｏｔｉｃｓ；ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ （责任编辑武峰） ‘ ｂ 。
