约束边界条件对气动复合弹性体形变性能的影响

采用橡胶气囊和约束元件研制了一种新型伸长型气动人工肌肉。采用高分辨率CT机测试了肌肉内部气囊与约束边界接触变形,并利用静力学实验装置进行了不同类型约束环人工肌肉在气压驱动下变形对比实验,获得了不同约束边界条件对气动复合弹性体的形变性能影响规律。结果表明:自由约束边界大小决定人工肌肉的形变性能,圆环状约束边界明显高于圆柱状。其变形能力与约束环厚度成反比,与间隙成正比。在0.3 MPa气压下,圆环状约束环约束的肌肉轴向变形量比柱状约束环增加了51.9%;厚度为5 mm的约束环比厚度1 mm约束环轴向变形量减少了11.9%;间隙为1 mm约束环比无间隙轴向变形量增加了65.1%。

气动柔性五指机械手的运动学及抓持能力

根据人手仿生学结构,采用2种自主开发的柔性关节,研发了气动柔性仿人机械手.该机械手有5根手指,每根手指由关节本体和驱动装置复合一体的3个柔性关节组成.首先采用参数化齐次坐标变换矩阵,建立了机械手运动学方程.而且分析了机械手的工作空间,并对机械手摆出复杂手势和取物进行了仿真.相应的实物样机实验通过机械手气动平台完成,验证了该机械手的灵活性及其功能.测试了柔性手指在不同通气方式下手指各关节的夹持力.该机械手具有较高灵活性,能够完成抓、握、捏、夹和拧等13种取物模式,对物形变化具有较强的适应性.