本节介绍一种新型输送带机构，该机构集成于直径不足一厘米的定制腱驱动机器人中。内容涵盖机构设计与制造、机器人设计、驱动系统装配，以及一种用于机器人间耦合的新颖应用。
机构设计
输送带机构沿腱驱动连续体机器人的全长布置，由机器人基座处的一对电机进行位移控制。每个机器人间隔盘上都切有两条带缺口的通道，两者偏离中心线。一条通道的切口朝向机器人的外周开放，另一条则封闭在间隔盘内部。输送带沿一条通道向上延伸至机器人远端，绕过尖端处的轴承滑轮，再沿另一条通道向下返回。机器人设计包含三对通道，沿径向彼此相隔 120 degrees，以容纳三条输送带。
机器人间耦合
两台机器人各自配有极性相反的磁性输送带，可通过磁吸力相互耦合，组成多机器人系统。相邻的两台机器人以相同速率使输送带外翻，露出磁性耦合点。磁体相互吸附并沿机器人滑动，形成类似拉链闭合的效果。
方法
实验用于表征输送带机构及其在机器人间耦合、实现刚度可变方面的应用。首先，表征单台机器人中输送带的驱动要求。随后，通过切向机器人间耦合案例研究，考察耦合带来的刚度增益，以及刚度如何随耦合点的数量和位置而变化。
对于耦合构型，从一台机器人的末端执行器采集测量数据，以反映该点处耦合系统的有效刚度增益。目前仍在研究如何表征系统中每台机器人各自贡献的增刚效果。
刚度表征：机器人间耦合
研究考察了两种可行的机器人耦合构型。其中一种模式会改变一台机器人的位置以及相对于被测机器人的耦合点位置。另一种模式只改变耦合点的位置，与两台机器人的位置无关。
研究量化了耦合多机器人系统的有效刚度与单台未耦合机器人相比有何差异，以及有效刚度如何随耦合点的数量和位置而变化。
系统表征
结果表明，可将输送带机构集成到亚厘米级腱驱动机器人中，且驱动力合理，驱动过程中机器人尖端会产生相应位移。
在所测试的机器人形状下，输送带驱动造成的尖端位移均小于机器人长度的 6%。目前正在更密集的弯曲角度范围内表征这一影响，并测试电机驱动输送带；预计施加腱补偿后，尖端位移还会进一步减小。未来可集成基于模型的补偿控制器，以进一步减小尖端位移。
刚度表征
在第一种耦合模式下，观察到尖端位移呈现可预测的趋势：耦合点越多，或耦合点越靠近尖端，位移通常越小。这表明，可在任务执行期间主动、连续地调整机器人耦合构型，以获得所需的刚度变化，而无需预先确定耦合点。
在第二种耦合模式下，无论耦合点的数量还是位置发生变化，尖端位移都未呈现显著趋势。这表明，该模式可调整两台机器人自由端的有效长度，以满足不断变化的末端执行器灵巧性需求，同时不显著改变系统刚度。耦合系统的可达工作空间仍在研究中。
梁弯曲模型低估了实际尖端挠度，因为它假设机器人基座固定在最远端的耦合点处，且未考虑近端机器人本体的柔顺性。未来将在每台机器人的尖端、耦合点和基座处设置标记，以直接分离并建模各段的刚度贡献。
初步结果反映的是一种耦合机器人构型。预计观察到的趋势也适用于其他切向耦合构型，但具体表现会因机器人形状和相对刚度贡献而异。未来将研究机器人形状、非平面耦合构型，以及将输送带集成到更长的多段机器人中的影响。
结论
输送带机构可使功能元件沿连续体机器人本体主动重新定位。机器人间磁耦合展示了主动重新定位在刚度调节方面的一种新颖应用。这项工作旨在推动主动机载可重构性的进一步发展，从而增强连续体机器人适应任务需求变化的能力。
常见问题
输送带如何沿连续体机器人移动？ 输送带沿一条通道向上延伸，绕过机器人尖端处的轴承滑轮，再沿另一条通道向下返回。其位移由基座处的一对电机控制。
该机构如何耦合两台机器人？ 机器人使用极性相反的磁性输送带。输送带露出耦合点，耦合点相互吸引并滑动靠拢，形成类似拉链闭合的过程。
输送带驱动期间，尖端位移如何？ 在所测试的机器人形状下，输送带驱动造成的尖端位移均小于机器人长度的 6%。
耦合构型如何影响刚度？ 在第一种耦合模式下，耦合点越多或越靠近尖端，尖端位移通常越小。在第二种模式下，耦合点数量或位置的变化未呈现显著趋势。