【摘 要】
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软体机器人是当今机器人研究领域的热点。软体机器人由柔性材料组成,具有无限自由度,能够被动或者主动变形去适应复杂的环境,具有很好的应用前景。软体仿人手是软体机器人研究中的重要内容之一,该类软体机器人能够利用自身柔性材料的特点与目标物体进行大面积接触,甚至包裹住物体,减少物体在抓取过程中受到的损坏。本课题根据人手的结构进行研究分析,提出了一种基于气体驱动的软体仿人手,并针对仿人手的手指结构设计、仿真、
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软体机器人是当今机器人研究领域的热点。软体机器人由柔性材料组成,具有无限自由度,能够被动或者主动变形去适应复杂的环境,具有很好的应用前景。软体仿人手是软体机器人研究中的重要内容之一,该类软体机器人能够利用自身柔性材料的特点与目标物体进行大面积接触,甚至包裹住物体,减少物体在抓取过程中受到的损坏。本课题根据人手的结构进行研究分析,提出了一种基于气体驱动的软体仿人手,并针对仿人手的手指结构设计、仿真、制作及抓取策略等进行了研究。首先,通过对人手结构的分析,初步设计了软体手指驱动器的结构。该软体手指由能够充气伸长的主体结构与限制伸长的底层结构组成,通过应变不同实现单向弯曲运动;建立了软体手指数学模型、材料模型;并通过ABAQUS有限元分析软件对其进行模拟仿真,分别研究了软体手指的充气气压、气腔大小及气腔数量对软体手指特性的影响,分析了它们之间的关系;此外还研究了软体手指表面的应变特性。其次,设计了用于制作手指形状的模具;并对软体手指的制作过程进行了详细的研究,同时还阐述了制备过程中的几个关键点,以及出现的多种问题和解决方法。设计了软体手指通气测试试验平台;制作了不同种类的软体手指,并利用可变压力调节系统对其进行了多种不同压力下的通气测试试验,得到多种参数下的形变数据。最后,设计并制作手掌结构,完成软体仿人手的组装;完成软体仿人手多种抓取方案的设计、软体手指的姿态设计以及实验测试平台的搭建;并进行了姿态实验、抓取实验及运送实验。
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