折纸启发的软体扭转驱动器

软体驱动器在柔顺性以及形态匹配方面展现出巨大优势，适用于操控易碎物体和在受限空间内进行检测。目前仍缺乏一种能够提供扭转运动以例如扩大工作空间并增加自由度的软体驱动器。为此，我们提出由硅胶制成的折纸启发软体气动驱动器（OSPAs）。该原型可输出超过一整圈的旋转（高达 435°），比同类产品更为显著。其旋转比（=旋转角度/长宽比）大于 136°/长宽比，约为其他文献中最大值的两倍。我们描述了设计与制造方法，建立了解析模型和仿真模型，并对参数进行分析和优化。最后，我们将 OSPAs 集成到一个能够同时抓取和抬起易碎或扁平物体的夹爪、一个能够利用扭转驱动器以正确角度拾取和放置物品的通用机械臂，以及一个能够通过扭转驱动器的扭转改变姿态和方向的软体蛇形机器人中，展示了 OSPAs 潜在的广泛用途。