灵感来自猫的舌头的丝状微观结构 提高软机器人手的掌握性能
Wenbiao Wang1, Yan Lin1,2, Jinyuan Xu1
1Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Processing Technology, Ministry of Education, College of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, China.
Soft robotics
|December 3, 2025
概括
软软的机器人抓手可以通过使用猫的舌头灵感的微观结构来实现增强的抓取稳定性. 这些新的指尖提高了握力和适应性,为软机器人应用提供了可扩展的解决方案.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 柔软的机器人手需要适应性抓取,以保持稳定和防止损坏.
- 表面微观结构显著影响机器人掌握性能.
- 猫的舌头具有状乳头 (FP),有刺刺的结构,以确保安全接触.
研究的目的:
- 设计和整合一种以猫的舌头为灵感的线状微观结构 (FTFM) 进入软的机器人指尖.
- 为了提高软机器人抓手的抓取能力和稳定性.
- 调查微结构设计对掌握性能的影响.
主要方法:
- 分析猫状乳头的形态和排列.
- 设计弧形和十字形FTFM阵列.
- 使用有限元模拟 (Abaqus) 进行应力和应变分析.
- 在干燥接触条件下进行抓取实验.
主要成果:
- 弧形FTFM阵列表现出优越的弹性适应性,储存20-25%的延展能量,并显示出更均的应力分布.
- 与光滑表面柔软机器人手 (SRH) 相比,FTFM增强的指尖提高了20-35%的抓取力,特别是在光滑表面.
- FTFM显著提高了接触摩擦和适应性一致性.
结论:
- FTFM设计提供了一种新且可扩展的策略,用于提高软机器人抓手的性能.
- 生物启发的表面微观结构对于推进软机器人的发展至关重要.
- 通过增加接触点和局部变形,FTFM可以提高抓取力,从而提高稳定性和力度.
