近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所機(jī)器人學(xué)研究室科研團(tuán)隊(duì)在剛?cè)彳浌踩跈C(jī)器人設(shè)計(jì)與控制研究方面取得新進(jìn)展，提出了一種基于自感知Kresling折紙驅(qū)動器的剛?cè)狁詈献ナ窒到y(tǒng)，為多功能、高集成度作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新思路。
該系統(tǒng)利用折紙結(jié)構(gòu)的獨(dú)特幾何特性，通過單一電機(jī)驅(qū)動即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)流體驅(qū)動和機(jī)械驅(qū)動，大幅降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。同時(shí)，科研團(tuán)隊(duì)在折紙模塊內(nèi)部嵌入了磁傳感系統(tǒng)，建立了解耦感知模型，實(shí)現(xiàn)了對驅(qū)動器高度和旋轉(zhuǎn)角度的實(shí)時(shí)高精度本體感知。此外，通過集成的電磁鎖緊機(jī)構(gòu)，剛?cè)狁詈献ナ挚稍凇叭犴樧ト∧Ｊ健焙汀按筘?fù)載混合模式”之間毫秒級切換。
科研團(tuán)隊(duì)搭建了實(shí)驗(yàn)平臺，對剛?cè)彳涶詈蠙C(jī)器人的抓取性能和抗擾動能力進(jìn)行了系統(tǒng)評估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于單一柔性模式，開啟剛性外骨骼的混合模式將指尖輸出力提升了311%，實(shí)現(xiàn)了對重物和大負(fù)載物體的穩(wěn)定抓?。煌瑫r(shí)，基于內(nèi)嵌感知的閉環(huán)控制，可有效提升系統(tǒng)在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的適應(yīng)能力。
上述研究成果以A Soft-Rigid Coupled Gripper Driven by a Self-Sensing Origami Actuator for Compliant and Robust Grasping 為題，發(fā)表于機(jī)電一體化領(lǐng)域國際期刊 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics，張道輝副研究員、趙新剛研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
該研究旨在利用剛?cè)崮B(tài)切換優(yōu)勢解決剛?cè)嵝晕矬w的無損操作難題，相關(guān)技術(shù)有望在今后的極地科考等場景下獲得應(yīng)用。
未來極地科考應(yīng)用場景
