基于织物的星形软体机器人夹持器

软体气动夹持策略通常基于对由软弹性材料制成的结构进行加压驱动，这在尺寸、重量、可实现的力和制造便利性方面限制了设计。另一方面，基于织物的充气结构为软体机器人提供了高刚度重量比的方案，但其驱动方式很少被探索。在此我们提出一类新型气动软体夹持器，其利用了不可拉伸织物平面气球在充气时的面内过弯曲效应。我们的夹持器具有星形形状，在压力下径向收缩，对物体产生夹持力，其大小可通过压力输入调节。我们首先通过实验、有限元模拟和分析模型研究单个 V 形驱动器的运动学和力学。然后利用这些结果预测整个星的力学响应，优化其几何形状，并最大化收缩和刚度。我们证明，通过在刚性框架中堆叠多个星可增大夹持力。我们期望该方法具有的灵活性、鲁棒性、可扩展性和易制造性将带来新一代更轻、更大的驱动器，能够产生更高的力并搬运精细且形状不规则的物体，同时保持合理的复杂度。