机器人的产生提高生产效率，减轻了劳动者工作负担，还替代人类完成了高难度或高危险性工作，其研究、发展和应用逐渐受到人们的重视。随着机器人设计技术的发展和仿生学技术的不断完善，出现了新一代仿生机器人——连续型机器人。与离散型机器人的刚性连杆结构和离散单自由度关节不同，连续型机器人采用类似章鱼触角的“无脊椎”柔性结构，使其具有良好的弯曲性能，并可以结合环境需要变换自身的形状，大大提升了其适应性能。

　　1.连续型机器人仿生原理与结构特点

　　连续型机器人的产生是受自然生物中一些连续结构的启发，例如章鱼触手

　　、蛇的身体、象鼻子、哺乳动物的舌头等等，这些结构都具有一个共同的特征，那就是可以灵活弯曲。

　　连续型机器人一般采用圆柱形的连续结构，不采用任何刚性的关节以及连杆等，其联接方式采用串联，每段都可以上下、左右弯曲运动，还可以进行长度伸缩。其支撑形式一般包括轴心柔性支架支撑和表面柔性覆盖层支撑和起亚支撑三种形式，轴心柔性支撑指在机器人轴心圃结弹性复合材料类或弹簧管类柔性支架；表面柔性覆盖层支撑指在机器人内、外表面覆盖弹性材料，从而使其具有一定的弹性；气压支撑指通过向机器人的密封腔注入一定气压来起到支撑作用。连续型机器人的驱动方式包括气动人工肌肉、记忆合金弹簧两种，气动人工肌肉通过改变气压控制驱动器长度；记忆合金弹簧通过控制电流大小来控制热量变化，从而控制弹簧长度。

　　连续型机器人具有弯曲灵活、外形小、适应能力强和可自动完成指定动作等优势，但与此同时连续型机器人在结构和性能上还存在一些问题尚未得到解决，如难以进行多角度的弯曲控制、控制精确度低、荷载能力差等等。

　　2.连续型机器人研究现状

　　连续型机器人的优越弯曲性能和适应性使其受到越来越多专家学者的关注，近年来，各国科学家对连续型机器人的研究越来越深入，主要研究成果如下：

　　英国的Robinson等人针对连续型机器人的结构进行了分析和研究，他们提出将机器人分为离散型机器人、蜿蜒型机器人、连续型机器人。其中蜿蜒型机器人不同于连续型机器人的是：它是由大量刚性关节连接成的，例如蛇形机器人；美国Clemson大学的Gravagne等人对连续型机器人进行了更深入的研究，主要内容包括对连续型机器人结构的研究、对连续型机器人控制技术的研究和计算等等，在理论研究的基础上，Gravagne等人研制出了多种连续型机器人，如象鼻子机器人、采用气压作为支撑的Air-Octor机器人、仿章鱼触手的气动人工肌肉驱动连续型机器人OctAremV等，除此之外，Gravagne等人还将OctArm V 与TALON移动机器人平台结合，构型新的机器人系统，并通过无线控制对机器人的抓取能力进行了实验，该实验表明这种机器人对于恶劣的环境条件有着良好的适应性；美国Johns Hopkins大学Simaan等人将连续性机器人应用于医学领域，研究出了可用于上呼吸道外科手术的连续性机器人，这种机器人体型极小，直径只有4mm，具有良好的抓取能力，目前已在喉部外科手术中表现出优越性，具有良好的医学应用前景；法国Redarce等人同样研制了一种可用于医学领域的机器人，这种机器人采用单端连续性机构，可作为结肠内窥镜的末端弯曲结构。为了使其具有良好的生物相容性，Redarce等人在制作该机器人时采用了硅橡胶材料；韩国汉阳大学Choi等人研制出了一种可用于连续性内窥镜机器人弯曲关节，这种关节采用弹簧骨作为指甲，它除了可以由轴心向任意方向弯曲外还可实现眼轴线方向的伸缩。

　　我国对连续型机器人的研究起步较晚，目前从事这种机器人研究的机构并不多，也没未取得比较先进的研究成果。哈尔滨工业大学在从事一种连续性内窥镜机器人的研究，预期使其能够搭载摄像头，拍摄消化道内情况以供医生参考。

　　3．连续型机器人的发展前景和方向

　　连续型机器人凭借良好的弯曲特性、灵活性和适应能力得到众多专家学者的重视，连续性机器人可在复杂环境下工作，还可依靠其本体完成抓取动作而不必完全依靠末端执行器。连续性机器人不但可用于医疗诊断、外科手术，也可用于机械制造中的钻孔，涂胶，还可用于自然灾害后的人员搜救工作等，有着广泛的应用前景。

　　目前，对连续型机器人的研究虽然取得了一定的成果，但在以下方面仍有欠缺：一）运用新材料。目前连续型机器人强度普遍较低，负载能力不加，因而应强化机器人研究中对高强度新材料的运用；二）人机交互。当连续型机器人在多障碍环境下工作时，各种操作难度较大，因而需要设计出更强大的人机交互系统，便于操作者控制机器人并及时取得反馈。

　　综上所述，连续型机器人性能优越，应用前景广泛，目前世界范围内对这种机器人的研究已经取得了一些成果，今后的研究中应强化对新材料的运用和对人机交互系统的设计。

　　参考文献

　　[1]孙立宁，胡海燕，李满天.连续型机器人研究综述.[J].机器人.2010.05

　　[2]王田苗，孟　偲，裴葆青.仿壁虎机器人研究综述.[J].机器人.2007.03

　　[3]胡海燕，王鹏飞，孙立宁等.线性驱动连续型机器人的运动学分析与仿真[J].机械工程学报.2010.19

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