一种可变直径软体机器人的设计

为了解决刚性机械手安全性低、适应性差的问题,设计了一款具有抓取功能的软体机器人。该软体机器人由三个呈圆周120°分布的软体驱动器和一个夹具组成,夹具可以实现自动化改变直径以适应不同大小物体的抓取,经测算软体机器人可以抓取直径范围为45~97 mm的物体。夹具和软体驱动器都采用3D打印制造,具有成本低、制造简单、易于大规模生产的优点。软体机器人采用气压驱动,当给驱动器充气时,三手指同时弯曲抓取物体,具有很好的稳定性。对于软体驱动器建立了相应的力学模型,得到了弯曲角度与输入气压的关系,并利用ABAQUS有限元仿真软件对驱动器弯曲特性进行仿真。对比发现,理论建模和仿真分析在驱动器弯曲角度具有很高的吻合性。

一种力增强型软体抓取器的设计

随着软体抓取器的研究不断深入,提高其承载能力一直是亟待解决的问题。为此提出一种简单实用的方案,即在软体驱动器的指尖处嵌入磁铁片,通过抓取器指尖之间的磁力增加抓取力。介绍了软体抓取器的结构设计及其制作方法;进行了抓取的力学建模,尤其对指尖贴合时的拉力建模进行了详细分析,得到了理论承载力的大小;对抓取器模型进行了有限元仿真,分析了气压大小与承载力的关系;对理论建模和有限元仿真分析的结果进行对比,二者承载力较无磁铁片嵌入的抓取器分别增加了20.72 N与16.34 N,表明该方案是可行的。该方案为开发出高载荷的软体抓取器提供了新的设计思路。