SCU-Hand：用于从不同尺寸容器中舀取颗粒介质的软体锥形通用机器人手

由于实验装置的非均质性，材料科学中的小规模实验自动化面临挑战。本研究介绍了 SCU-Hand（软体锥形通用机器人手），这是一种新型末端执行器，旨在使用机械臂自动完成从各种尺寸容器中舀取粉末样品的任务。SCU-Hand 采用柔性锥形结构，通过变形适应不同的容器几何形状，无需复杂的力传感或基于机器学习的控制方法即可保持持续接触。其可重构机制允许尺寸调整，从而能够从不同类型的容器中高效舀取。通过将软体机器人原理与片材变形设计相结合，我们的末端执行器实现了高灵活性，同时保留了有效操控粉末所需的刚度。我们详细阐述了 SCU-Hand 的设计原理、制造过程和实验验证。实验验证表明，其舀取容量比商业工具高出约 20%，对于尺寸在 67 毫米至 110 毫米之间的容器，舀取性能超过 95%。这项研究通过提供一种经济高效、易于实施的解决方案，为材料合成和表征等过程的自动化任务做出了贡献。