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多关节仿手指结构的灵活软体执行器

韩子轩 郝天泽 马豪 张超 肖华平

韩子轩,郝天泽,马豪, 等. 多关节仿手指结构的灵活软体执行器[J]. 机械科学与技术,2022,41(9):1346-1351 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200505
引用本文: 韩子轩,郝天泽,马豪, 等. 多关节仿手指结构的灵活软体执行器[J]. 机械科学与技术,2022,41(9):1346-1351 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200505
HAN Zixuan, HAO Tianze, MA Hao, ZHANG Chao, XIAO Huaping. Flexible Soft Actuator of Multi-joint Finger-like Structure[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(9): 1346-1351. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200505
Citation: HAN Zixuan, HAO Tianze, MA Hao, ZHANG Chao, XIAO Huaping. Flexible Soft Actuator of Multi-joint Finger-like Structure[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(9): 1346-1351. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200505

多关节仿手指结构的灵活软体执行器

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200505
基金项目: 国家自然科学基金项目(51605492,51575529)与中国石油大学(北京)科学基金项目(2462020XKJS01)
详细信息
    作者简介:

    韩子轩(1999−),本科生,研究方向为软体机器人,1147560191@qq.com

    通讯作者:

    肖华平,副教授,博士生导师, hxiao@cup.edu.cn

  • 中图分类号: TH145

Flexible Soft Actuator of Multi-joint Finger-like Structure

  • 摘要: 在目前的研究中心,软体夹持执行器一般采用气动的形式进行控制,具有延展性的优点。在这一特征的改进与提升下,通过模仿人手多关节的特点,开发了一种由多种软复合材料构成的新型软体执行器,通过围绕空腔缠绕的细线施加的环向束缚,提高驱动部分的径向驱动力。因此在保持原有柔软性的前提下,可以通过提高主体部分的弯曲角实现夹持性能的提高。并建立D-H运动学模型,对本结构的位姿进行了较为准确的描述。最后通过实验测量了各关节的弯曲角与机构的夹持性能,证明该结构设计在实际应用中是可被广泛应用的。
  • 图  1  软体夹持执行器国内外研究

    图  2  软体夹持器结构

    图  3  制作工艺流程

    图  4  受力分析

    图  5  D-H坐标变换

    图  6  夹持执行器受力分析图

    图  7  单指测试实验平台

    图  8  空腔加压下的各段控制部分的弯曲角度变化

    图  9  夹持执行器实验系统

    图  10  夹持器夹取效果图

    表  1  Mooney_Rivlin模型参数

    材料 C10 C01 C20
    Ecoflex 00-50 $ 3.53 \times {10^{ - 2}} $ $ - 1.05 \times {10^{ - 1}} $ $ 4.77 \times {10^{ - 5}} $
    Mold Star 30 $ 2.20 \times {10^{ - 1}} $ $ - 3.84 \times {10^{ - 1}} $ $ 1.08 \times {10^{ - 5}} $
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    表  2  i小段旋转和平动的D-H参数

    运动序列 θi d a α
    1 0 0 0 0
    2 θ1 0 L 0
    3 θ2 0 L 0
    4 θ3 0 L 0
    5 0 0 L 0
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-01-03
  • 刊出日期:  2022-09-05

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