《装备制造技术》2018 年第 11 期 0 引言 机器人的使用已经成为工业生产和生活中不可或缺的产品,传统意义上的机器人主要是以刚性结构为主,但是其刚性结构材料导致它无法适应复杂环境的变化,这也使得它自身存在一些体型庞大,安全性低等缺点。 基于软体机器人的优越性,国内外研制出多种类型的软体机器人。Tufts 大学 Barry A. Trimmer 实验室研制的仿毛虫软体机器人,其结构是基于 3D 打印机,采用 SMA 作为制动器的机器人[1]。美国 MIT 的RUS 课题组运用 FEA 作为鱼尾,研制出一款软体机器鱼,将能源-驱动-控制一体化,可以实现该机器人在水中的自由游动[2]。而在国内也有一些软体机器人研究成果,例如,浙江大学研究团队所研制的基于SMA 驱动的放生蚯蚓[3],还有哈尔滨工业大学制作的自主导向机器人,同样是利用 SMA 作为驱动器[4]。 目前软体机器人的驱动控制多采用常见的气动控制,相比其他驱动方式,气动驱动更加稳定,也相比容易控制。本文设计一种气动控制软体机器人,通过设计给执行器空腔的充放气时间来实现执行器的周期性变化,研究了在不同气压下,该执行器的变形程度。
1 气动软体机器人执行器结构设计 气动软体机器人执行器是使用 Ecoflex00-30 硅 橡胶复合材料作为原始材料,按照体积比混合 1A:1B,注入基于 3D 打印技术制作的模型中,静置一段时间之后固化的模块化胶体,结构如图 1 所示,软体机器人模块执行器截面图如图 2 所示。 如图 2 所示,整个软体机器人执行器内部有一个空腔,这个空腔贯穿整个执行器内部,上端为 2 mm 半圆形薄壁,属于应变层,底部为 5 mm 厚的层,截面处留有直径为 5 mm 的气孔,与实验设备的气管相连接。通过给空腔中充放气可以实现该软体组织 气动软体机器人执行器的控制与研究 吕泽良,黄超雷,陈正泉 (长安大学工程机械学院,陕西 西安 710064) 摘 要:目前传统刚性设备容易对人体造成伤害,故提出一种从仿生学的角度设计了的气压驱动软体机器人执行器,通过控制执行器空腔内的压强的大小和时间实现该模块执行器的弯曲变形,并探究软体执行器的优点。采用 Ogden 模型研究执行器的弯曲变形能力,并对执行器的模型就行优化处理。通过气动控制实验平台证明该执行器可以实现多角度弯曲。
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