仿蛇形机器人的结构设计文献综述

仿蛇形机器人作为仿生机器人领域的重要研究方向，凭借其独特的结构和运动方式，在管道检测、灾后救援、医疗探索等领域展现出巨大的应用潜力。

本文首先概述了仿蛇形机器人的概念及其优势，接着从机构类型、运动机理、结构设计、仿真分析、实验研究等方面对国内外仿蛇形机器人的研究现状进行了综述。

重点分析了关节型、连续型和关节-连续混合型仿蛇形机器人的优缺点，以及蛇形运动机理分析方法、结构设计方法、控制策略和应用场景。

最后，对仿蛇形机器人未来的发展趋势进行了展望，指出其模块化设计、智能控制、环境感知和多机器人协同等方面的发展方向。

关键词：仿蛇形机器人；结构设计；运动机理；控制策略；应用

近年来，随着机器人技术的不断发展，仿生机器人成为了一个备受关注的研究热点。

其中，仿蛇形机器人由于其独特的结构和运动方式，能够适应各种复杂环境，例如狭窄的管道、崎岖的地形、甚至是在液体中游动，因此在管道检测、灾后救援、医疗探索、军事侦察等领域展现出巨大的应用潜力[1-3]。

仿蛇形机器人是一种模仿生物蛇运动方式的移动机器人，它通常由多个关节模块串联而成，通过控制各个关节的运动来实现蛇形的蜿蜒前进、转弯、攀爬等动作。

与传统的轮式或履带式机器人相比，仿蛇形机器人具有以下优势：(1)环境适应性强:蛇形结构赋予其极高的灵活性和可通过性，能够在各种复杂环境中自由穿梭，例如狭窄的管道、崎岖的地形、甚至是水下环境。

(2)运动稳定性好:多关节结构使其具有多冗余自由度，即使在部分关节失效的情况下依然能够保持一定的运动能力。