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软硬适中!美科学家开发新型机器手 柔软且力气更大
2020-07-23 09:43 前瞻网   

 

需要一个触觉柔软的机器人吗?密歇根州立大学(Michigan State University)的一个工程师团队设计并开发了一种新型的类人手,可能能够提供帮助。

在工业环境中,机器人通常用于需要重复抓取和操纵对象的任务。机器人末端有人手的地方被称为末端执行器或抓手。

“这种新颖的仿人手设计是一种软硬混合的柔性抓手。它可以比传统纯软的手产生更大的把握力,同时比其他同行更稳定精确地操纵较重的物体,”作者Changyong Cao说。

这项新研究,“具有大抓力的柔性混合气动执行器软类人手”,发表在《Soft Robotics》上。

一般来说,软的抓手——主要用于物品易碎、轻和形状不规则的场合——有几个缺点:尖锐的表面,在抓取不平衡的负载时稳定性差,以及在处理重物时相对较弱的抓取力。

在设计新模型时,Cao和他的团队考虑了许多人与环境的相互作用,从水果采摘到敏感的医疗护理。

他们发现,一些进程需要与易碎物体进行安全而稳固的交互;大多数现有的夹持系统都不适合这些用途。

该团队解释说,设计的新颖性在于展示了一个响应迅速、重量轻的抓手原型及其优点,能够处理多种任务,而这些任务传统上需要不同类型的抓手系统。

这只柔软的仿人手的每根手指都由一个灵活的混合气动执行器(简称FHPA)构成,通过加压空气驱动其弯曲,创建了一个模块化的运动框架,其中每个手指都独立于其他手指运动。

Cao说:“工业应用的传统刚性夹钳通常由简单但耐用的刚性结构制成,有助于产生大的力,高精度和可重复性。”

“在抓取复杂形状和易碎物体的同时保持高强度的刚度以施加强大的夹紧力来举起重物的情况下,这只拟制的软人形手展示了卓越的适应性和兼容性。”

FHPA由软硬两部分组成,围绕着一个由驱动气囊和骨状弹簧核心组成的独特结构组合。

Cao说:“它们结合了软爪的变形性、适应性和依从性的优点,同时保持了源自执行机构刚性的大输出力。”

他相信这个原型可以在水果采摘、自动化包装、医疗护理、康复和外科机器人等行业中发挥作用。

未来有足够的研究和发展空间,该团队希望将其进展与Cao最近在所谓的“智能”抓手的工作结合起来,将印刷传感器集成到抓手材料中。

通过结合“柔性手臂”的混合抓手模型,研究人员旨在更精确地模仿人类动作。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200720164528.htm

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责任编辑: 3976DBC

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