一种具有侧向柔顺性与灵巧手内操作的软-刚混合夹持器
机器人学
2021-10-20 v1
摘要
软体夹持器因其基于柔顺性的交互安全性与灵巧性而受到越来越多的关注。混合夹持器（由刚性约束增强的软体执行器）是软体夹持器设计的新趋势。通过由软体执行器驱动合适的结构部件，它们可以实现优异的抓取适应性与负载能力，同时也易于用传统运动学进行建模与控制。然而，现有工作大多聚焦于在简单平面工作空间中实现更高的负载与感知能力，导致其与常规夹持器相比灵巧性远为不足。受人类掌指关节（MCP）启发，本文提出了一种具有 8 个独立肌肉的新型混合夹持器设计。研究表明，增加 MCP 复杂性对于在混合夹持器中实现一系列新特性至关重要，包括手内操作、侧向被动柔顺性以及新的控制模式。我们制作了原型夹持器，并在自有的双臂机器人平台上进行了视觉引导抓取测试。借助极轻量的气动波纹管软体执行器，该夹持器可在具备侧向柔顺性的同时抓取超过自身重量 25 倍的物体。利用双臂平台，我们使用两个混合夹持器展示了高度拟人化的灵巧操作，从刚性杆上的拔河，到通过手内操作在两夹持器间传递柔软毛巾。与所提混合夹持器的新型特性及性能指标相匹配，本文还给出了底层建模、驱动、控制及实验验证细节，为实现机器人夹持器在灵巧性、力量与柔顺性上的增强提供了一种有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2110.10035,
title = {A Soft-Rigid Hybrid Gripper with Lateral Compliance and Dexterous In-hand Manipulation},
author = {Wenpei Zhu and Chenghua Lu and Qule Zheng and Zhonggui Fang and Haichuan Che and Kailuan Tang and Mingchao Zhu and Sicong Liu and Zheng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.10035},
year = {2021}
}