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陈根:模块化软体机器人,真空驱动柔性关节

原标题:陈根:模块化软体机器人,真空驱动柔性关节

文 / 陈根

相较于刚性机器人,柔性机器人展现出了其所不具备的优势。柔性机器人具有不同的软硬件体系结构:每个关节都配置力传感器,并且底层控制体系结构由原来的位置控制,转变为力和位置融合控制,使机器人兼具高精度位置控制和高动态力控制。

当前,柔性材料的软机器人已广泛应用于各个领域。在许多情况下,为了完成紧急任务(如救援),需要快速制造出适合的软体机器人。现在,浙江大学工程学院教授邹俊就基于刚性机器人仍存在的局限,开发出了一个真空驱动的柔性机器人

一开始,研究人员提出一种刚柔结合的设计方案 ,即用一个真空驱动的柔性扭转执行器(V-SPTA,Vacuum-Powered Soft Pneumatic Twisting Actuators)作为软体机器人的 “柔性关节”。

真空动力软气动执行器(V‐SPAs)是一种有前景的新兴应用技术,包括人造肌肉、可编程运动和柔性抓手。它们具有灵活的变形、清洁的供电、与用户安全的交互等优点。

但是,在机器的构造方面,研究人员依然采用传统的方式,以至于出现了在给软体机器人吸气的时候,机器人无法把运动完全分离开的情况。

在此基础上,研究人员进一步改进。

在进一步实验设计中,研究人员通过模块组合将复合运动解耦,实现了单个运动。并且,又模仿传统折纸艺术千纸鹤的折叠运动,设计出一种流体驱动的全柔性人工肌肉。这种人工肌肉可以用于不同的软机器人的快速重构,就像“积木”一样。

此外,它可以通过直线运动、旋转运动、弯曲运动,去实现所有的运动,为柔性材料软机器人的制造提供了一种简便、快速的方法,大大提高了柔性材料的利用率。

同时,折纸设计的应用有助于基于柔性材料的机器人的发展,并在由各种柔性材料如水凝胶、电活性聚合物,液态金属等制成的软体机器人中具有广阔的应用前景。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20210308A04B5N00?refer=cp_1026
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