利用抗扭应变限制层提升 Pneu-net 驱动器的性能

Pneunets 是软体机器人夹持器的主要形式。其更广泛应用的一个关键限制在于，由于物体易从抓取中滑脱，它们无法抓取较大载荷。我们通过引入抗扭刚性应变限制层（TRL）克服了这一限制。该层在保持夹持器柔软性与面内柔顺性的同时，减少了面外弯曲。我们利用仿真与实验刻画了 Pneu-net 夹持器应变限制层的设计空间，并绘制了弯曲角与相对抓取强度的映射关系。我们发现，与来自 Soft Robotics Toolkit 的基准 Pneu-net 夹持器相比，测试中使用的 TRL 使面外弯曲最多减少了 97.7%。我们展示了在采用 TRL 加载时具备 5kg 的举升能力。我们还看到，在相同压力下，与无 TRL 的 Pneu-net 夹持器（峰值抓取力 1N、刚度 150N/m）相比，峰值抓取力相对提升 3N、刚度提升 1200N/m。最后，我们在一组六个 YCB 物体上测试了 TRL 夹持器，其能力超越传统 Pneu-net 夹持器的已演示能力。除一个物体外其余均成功，展示了显著提升的能力。