基于鳍形效应的一种自适应机械手爪设计

发布时间：2021-08-24 15:57

　　文章针对目前市面上大多数机器人末端执行器在抓取固定形状零部件等产品时,对物体的保护和对复杂不规则形状的适应欠缺考虑,出现"一爪一用"的现状,设计一种基于"鳍形效应"的自适应机械手爪。该机械手爪主要由横向移动模块、纵向移动模块、手爪锁止模块、扭簧连接模块构成。手爪可以根据抓取对象的形状尺寸自动调节手指间距、改变手指扭转角度,并通过柔性材料的手指自适应贴合对象表面,相较于传统柔性机械爪,它具有高适应性、操作空间广、应用范围广、更加安全等特点,实现了对尺寸形状差异较大的物体的柔性抓取。本机械爪采用Inventor软件进行建模、运动及有限元仿真。 

【文章来源】：江苏科技信息. 2020,37(26)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

功能设计

“鳍形效应”由生物学家Leif Kniese在捕鱼时发现，鱼鳍由两个“V”形骨头和其间的结缔组织构成；如图2所示，拉动“V”形骨头的一侧会导致鱼鳍的变形，使根处和尖端朝施加的载荷方向发生弯曲。鳍形结构在贴近物体时会发生变形以适应物体的表面。2.2 手指设计

基于鱼鳍的仿生学原理结合以有限元分析，设计出一款既能够稳定抓取大物体又可以安全地抓取小物件的手指结构如图3所示，并且在受载的情况下产生自适应变形，如图4所示。图4 手指受力变形

【参考文献】：
期刊论文
[1]两气动方式绳牵引指关节主动伸展的动态差异[J]. 章军,李增强.  系统仿真学报. 2010(07)
[2]气动柔性驱动器及其在灵巧手中的应用研究综述[J]. 张立彬,鲍官军,杨庆华,高峰.  中国机械工程. 2008(23)
[3]机器人手爪的研究现状与进展[J]. 骆敏舟,杨秀清,梅涛.  机器人技术与应用. 2008(02)

硕士论文
[1]双足仿人机器人新型柔性关节及其驱动的设计研究[D]. 夏勤.合肥工业大学 2015
[2]一种新型机器人关节的结构与控制[D]. 刘光元.江南大学 2013



本文编号：3360289