用于提升机械夹爪灵巧性的折纸启发式变摩擦表面

尽管机械夹爪的抓取能力已取得显著进展，但在手内操控物体的能力仍然有限。造成这一限制的一个原因是，被抓取物体与夹爪之间缺乏可控的接触变化。例如，人手既能够紧握物体表面，也能在物体表面上滑动，这一特性有助于在不失去接触的情况下增强手内物体的操控。在本信中，我们提出了一种参数化的折纸启发式薄表面，它能够在一个高摩擦状态和一个低摩擦状态之间转换，适合作为机械手指的表皮实现。本文基于该表面的设计参数、受力分析及其在手内操控任务中的表现，进行了数值分析。通过开发一个简单的、利用具有不同参数的所提变摩擦表面的两指两自由度夹爪，我们通过实验证明了与不具备可变摩擦的相同夹爪相比，该手的操控能力得到了提升。结果表明，图案密度和谷隙间距是影响手内操控性能的主要参数。具有更高图案密度的折纸启发式薄表面产生了更小的谷隙间距和更小的高度变化，从而更稳定地提升了手的操控能力。