本文提出了一种由螺旋相变驱动的多稳定机械超材料,它可以支持多种运动模式的耦合。在圆柱体六边形晶格的基础上,建立了一个描述多稳定旋转角耗散场的连续模型。利用朗道相变理论,导出了控制方程为非对称阻尼ϕ5+ϕ6模型,并通过扰动解耦。然后,利用雅可比椭圆函数展开式得到了耗散系统的多个孤子解。在解析和数值计算中,研究了具有非对称能量景观的多稳定势,并证明了由定向跃迁波引起的螺旋效应。通过将这些效果纳入机器人的设计中,可以实现一系列复杂的动作,如跳跃、滚动、旋转、摆动、倾斜和倾斜翻译成分。特别是,超材料可以在不改变其结构的情况下,通过调整激励位置,灵活地切换多种运动模式的耦合。在单个机器人模块中实现耦合运动增强了其在复杂工作条件下的应用。本研究希望为相变超材料和非线性孤立波在航空航天和机器人技术中的应用提供一些新的启示。
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