近日，中國科學院沈陽自動化研究所機器人學研究室科研團隊在剛?cè)彳浌踩跈C器人設(shè)計與控制研究方面取得新進展，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)機器人系統(tǒng)設(shè)計提供了新思路。
該系統(tǒng)利用折紙結(jié)構(gòu)的獨特幾何特性，通過單一電機驅(qū)動即可同時實現(xiàn)流體驅(qū)動和機械驅(qū)動，大幅降低了系統(tǒng)的復雜度。同時，科研團隊在折紙模塊內(nèi)部嵌入了磁傳感系統(tǒng)，建立了解耦感知模型，實現(xiàn)了對驅(qū)動器高度和旋轉(zhuǎn)角度的實時高精度本體感知。此外，通過集成的電磁鎖緊機構(gòu)，剛?cè)狁詈献ナ挚稍凇叭犴樧ト∧Ｊ健焙汀按筘撦d混合模式”之間毫秒級切換。
科研團隊搭建了實驗平臺，對剛?cè)彳涶詈蠙C器人的抓取性能和抗擾動能力進行了系統(tǒng)評估。實驗結(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%，實現(xiàn)了對重物和大負載物體的穩(wěn)定抓??；同時，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研發(fā)計劃、國家自然科學基金重大研究計劃等項目的支持。
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
