传统刚性夹爪抓取如水果、零部件、电子器件等脆弱且形状不固定物问题层出不穷。在这种易造成被抓取物损坏情况下,智能化自适应气动三指柔性夹爪替代传统刚性夹爪更安全、便捷、精确地抓取物。

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本作品智能化柔性夹爪应用硅胶材质可达成变形的效果,能够通过单片机的图像处理系统和软件的控制自适应地包覆住目标物体,而无需预先知道其准确的形状和尺寸,既能实现夹取,又能实现包络抓取,解决目前工业机器人领域面临的抓放困难。

本产品采用气动驱动方式,基于章鱼触手结构特征提出一种新型的气动柔性夹爪,夹爪在一定的气压下实现抓持和放松两种状态。软体手指均由多个相互连通的气室以及底部不可延伸层组成,当通过手指根部的软管对手指进行充气时,相邻薄壁由于膨胀而相互挤压,同时由于受到不可延伸层的约束,手指的弯曲变形得以实现。该软体手结构尺寸皆以成年男性手的大小为设计依据,并按1:1的比例确定各结构尺寸。

抓持状态放松状态

本作品设计时运用理论分析,得到各个参数之间的具体关系,在理论分析的基础之上进行手指的结构设计,通过利用ANSYS有限元分析以及仿真对现有结构进行结构参数优化,通过ANSYS有限元分析得到不同气压下的手指指尖压力最终大小,利用动力学仿真对不同结构气压下的手指运动进行动力学分析,获得不同气压下的手指性能。通过这一整套的设计和性能优化的过程,可以保证不同参数下的的最好性能。

未来团队将会继续研究沉淀,在柔性夹爪领域研究中砥砺前行!（图:杨 洪  文:贾超凡）