题目：基于柔性结构的仿生毛虫构型研究

刚性仿生毛虫在爬行过程中，除了其首末端的起波和波释放过程外，波传递时其身体始终处于闭链状态时，冗余驱动和关节位置误差的存在和刚性杆较大的刚度，导致附着点处产生较大的侧滑力，从而影响附着的稳定性，降低爬行效率。通过对鳞翅目昆虫幼虫爬行行为进行深入仿生学研究，发现幼虫之所以没有上述问题是因为其体节是柔性的（弹性模量小），并且其综合材料性质是各向异性的，这样就会削弱上述不利影响。基于该思路，可以使用由具有各向异性性质的低弹性模量材料—天然橡胶—制成的柔性杆代替刚性杆。论文对天然橡胶的拉压、弯曲力学性质进行了分析，以此为基础建立了柔性杆侧滑力力学模型。通过对模型的研究，找到削弱侧滑力的两种途径：采用适当硬度的天然橡胶和施加关节补偿角。然后，通过实验验证了其可行性。实验研究还发现这两种途径可有效减小电源的输出电流，提高了毛虫运动效率，降低了能耗。