基于鳍形效应的一种自适应机械手爪设计

文章针对目前市面上大多数机器人末端执行器在抓取固定形状零部件等产品时,对物体的保护和对复杂不规则形状的适应欠缺考虑,出现“一爪一用”的现状,设计一种基于“鳍形效应”的自适应机械手爪。该机械手爪主要由横向移动模块、纵向移动模块、手爪锁止模块、扭簧连接模块构成。手爪可以根据抓取对象的形状尺寸自动调节手指间距、改变手指扭转角度,并通过柔性材料的手指自适应贴合对象表面,相较于传统柔性机械爪,它具有高适应性、操作空间广、应用范围广、更加安全等特点,实现了对尺寸形状差异较大的物体的柔性抓取。本机械爪采用Inventor软件进行建模、运动及有限元仿真。

基于鳍射线效应手指结构的优化

软夹持器能执行刚体夹持器许多无法执行的任务,在与精细目标物交互时,往往是减少有效载荷和有限的性能为代价。针对这个问题,研究了基于鳍射线效应软手指结构的优化,并通过连续柔性肋间的层间干扰现象实现被动加强机构。建立一种鳍射线软手指结构的有限元模型,来增强层干扰行为,改善了软手指的形状适应和抓握性能。结果表明,12根肋厚为0.6mm,接触面厚度为1.8mm的软手指结构在增强层干扰行为的基础上,同时更大限度的增加被动适应。优化后的手指结构,降低了层干扰前的接触应力,使最终接触应力在0.12MPa~0.17MPa范围波动。初始肋角为15°,角度增量为3°的软手指结构的初始接触应力最小,对目标物的被动适应良好,可以实现最佳的整体适应。