基于FSR嵌入的智能泡沫在气动夹爪的应用

如何控制工业夹爪对易损物体的夹持力是一件具有挑战的任务,通常是利用有着力传感器的电动夹爪进行反馈控制,但这种方法昂贵且额外增加了夹爪的复杂程度。基于直书写3D打印,设计了一种内嵌力敏电阻器(FSR)的智能硅橡胶泡沫,安装在气动夹爪的指尖,不仅能监测夹持状态,还能在气压超过阈值后一定范围内,保持夹持力的恒定,以保护物体。实验结果表明:智能泡沫在4~12 N的工作范围内,误差不超过1.5N。当气压在450~560kPa范围内,能维持夹持力约14.6N。

常用硅胶材料软体气动夹爪夹持性能的仿真研究

硅胶作为气动夹爪的软体材料,其对夹爪的夹持性能有直接影响。采用有限元数值仿真方法对4种常用硅胶材料的气动夹爪进行夹持性能分析,探究Ecoflex 00-30、Ecoflex 00-50、Dragon skin 10和Dragon skin 30材料的影响。通过单轴拉伸试验测定硅胶材料的变形特性;采用不同的本构模型对材料参数进行拟合,判断每种材料最适合的本构模型,并采用拉伸仿真实验验证数值模型的准确性,得到4种硅胶材料的最适本构模型;通过仿真分析,得到充气压力与夹爪弯曲角度和指尖力之间的关系。仿真结果表明:夹爪随着充气压力增加,弯曲角度和指尖力也逐渐变大的关系;在相同气压作用下,Ecoflex 00-30产生的弯曲最大,具有最大的指尖力,而Dragon skin 30弯曲的角度最小,具有最小的指尖力。由此得到了不同力学性能的硅胶材料对软体气动夹爪夹持性能的影响,为后续材料选择提供依据。