一种仿生多材料软体机械手的集成设计、制造与控制
机器人学
2023-08-10 v1
摘要
数百年来，模仿人类的机器一直启发着科学家。仿生软体机械手便是此类尝试的一个范例，其具有本征材料柔顺性与连续运动能力，以应对不确定性并适应非结构化环境。近期研究在软体机器人的功能设计、建模、制造与控制方面取得了具影响力的成果。然而，实现类生命运动仍具挑战，往往依赖从设计到制造的试错考量，耗费时间与资源。本研究提出一种软体机械手，由软体执行器内芯与外骨骼组成，采用多材料设计，并借助有限元分析（FEA）确定手部几何形状并促进手指弯曲能力。执行器采用模塑制造，外骨骼一步式 3D 打印成型。一种 ON-OFF 控制器维持与特定弯曲角度相关的设定手指内压，即便存在泄漏时亦然。FEA 数值结果经实验测试验证，该手抓取不同形状、重量与尺寸物体的能力亦得到验证。该集成方案将使软体机械手以更低成本惠及更多人，并避免耗时的设计-制造试错过程。
引用
@article{arxiv.2308.04516,
title = {Integrated Design Fabrication and Control of a Bioinspired Multimaterial Soft Robotic Hand},
author = {Samuel Alves and Mihail Babcinschi and Afonso Silva and Diogo Neto and Diogo Fonseca and Pedro Neto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.04516},
year = {2023}
}