软平行机器人的数字弹性致动器驱动的设计、制造与逆动力学建模

软体平行机器人因其操作安全性和低商业成本，展现出在精细操作和人机交互中具有广阔前景的潜力。然而，由于电活性聚合物（EAP）的产品质量未显著提高以及驱动器之间协同的动力学建模仍不完善，推动其应用仍存在挑战。本文提出了一种由数字弹性致动器（DEA）驱动的平行运动学 Delta 机器人的设计、制造、建模与控制方法。通过角向活动力学放大机构实现驱动力与位移之间的权衡，并通过采用 3D 拼图条状结构显著减轻机器人框架的重量。通过激光扫描 DE 薄膜并将由粒子和光敏树脂混合的导电粉末制成的电极夹入其中，实现了在硅基薄膜上制造高稳定性导电胶的通用方法。与广泛使用的碳脂相比，制造的电极在动态行为上的一致性更高，开机前后表现更佳。最后，通过在介质薄膜本构行为中引入扩展的 Bergstrom-Boyce 模型，我们构建了预测机器人末端执行器输出力和逆向运动的逆动力学模型。实验结果表明，在末端执行器保持静止时，机器人输出力的预测误差（RSME）为 12.4%，而在轨迹跟踪方面，误差小于 2.5%。