轻韧型主动包络软体夹爪设计

为解决传统刚性夹爪刚度大、安全性差以及适用范围受限的问题,课题组提出了一种轻韧型主动包络软体夹爪。夹爪由固定平台和3根软体手爪组成。参考人的手指尺寸和抓取物品时手掌的作用,设计了手爪的尺寸;软体手爪由传统的硅胶沉积浇筑、3D打印等技术加工和制作而成,采用气动驱动方式;基于Yeoh模型对设计的软体手爪的形变进行有限元仿真分析;最后对设计制作的轻韧型主动包络软体手爪进行弯曲和抓取性能测试。实验结果显示:单根软体手爪能够在气压驱动下达到空间内预定的弯曲角度,在60 kPa时手爪达到形变极限位置,指尖接触力为1.12 N。抓取实验结果表明轻韧型主动包络软体夹爪具有良好的包络和承载能力,不仅对规则的刚性物体有好的抓取效果,对不规则物体和质地较为柔软的物品同样有良好的抓持效果。

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。

新型浮动式管拧机液压夹紧装置的设计

就传统的管拧机夹紧装置所存在的缺点和不足进行了分析, 增添了径向和横向的浮动机构、液压阻尼器及液压系统电液比例控制三部分, 提出了一种新型的抱钳夹紧装置。