选择性可变刚度灵活操纵器用于巧妙的手动操纵.

科学领域:

• 机器人和软材料科学 机器人和软材料科学
• 机械工程和控制系统

背景情况:

• 灵活的操纵器在适应性和安全性方面比刚性操纵器具有优势,但由于软材料,其稳定性和灵活性受到限制.
• 现有的灵活操纵器需要增强,以克服复杂任务的性能固有的局限性.

研究的目的:

• 开发一种具有可选择性调节局部刚度的新型适应性柔性操纵器.
• 通过模拟和实验验证,评估这个新的操纵器的性能.
• 探索其在手动操作和日常充电场景等任务中的应用.

主要方法:

• 提出了一个由绳索驱动的可变刚度柔性元件,灵感来自于细光线效应.
• 将元素组装成一个能够调节局部刚度的适应性柔性操纵器.
• 利用有限元模拟和实验方法来评估性能,包括定量手动操纵实验.

主要成果:

• 开发的灵活操纵器显示了选择性的刚性调节和良好的自我适应性在相互作用.
• 定量实验确定了驾驶输入和手动操纵过程中的物体位移之间的映射关系.
• 在日常充电任务中成功应用,包括按需旋转充电头.

结论:

• 可变刚度的柔性元件和自适应式操纵器有效地提高了软机器人结构的功能.
• 拟议的选择性刚度调节方法为多功能软机器人提供了一种新方法.
• 操纵器显示出对现实世界应用的巨大潜力,特别是在智能家居环境中.