机械工程学报

作者：徐丰羽, 蒋全胜, 江丰友, 申景金, 王兴松, 蒋国平

单位：1. 南京邮电大学自动化学院 南京 210003;2. 苏州科技大学机械工程学院 苏州 215009;3. 东南大学机械工程学院 南京 211189

关键词：变刚度,颗粒堵塞,软体驱动器,打印,试验研究；

基金：国家自然科学基金资助项目（51775284）、江苏省重点研发计划（社会发展，BE2018734）、江苏省第十五批“六大人才高峰”高层次人才项目（JY-081）和江苏省自然科学基金面上项目（BK20201379）资助项目。

软体机器人运动时具有高柔性，执行任务时又能展示出强刚度，在军事侦察、灾难救援等复杂环境探索与检测方面具有重要的应用价值。结合主动驱动的网络气动结构与被动驱动的堵塞机构的优势，提出实时变刚度的软体驱动器，研究其变刚度机理和动态建模方法。首先，提出了气动-堵塞机构耦合的软体驱动器模型；其次，利用赫兹接触模型，建立机器人运动数学模型，从理论上研究其变刚度形成机理；再次，利用有限元对气动驱动结构进行分析，研究空腔内压强、形状和大小对软体机器人弯曲角度的影响，并进行了优化；最后，制作了变刚度软体机械臂样机，验证了软体驱动器的变刚度性能与运动性能。该研究有望为变刚度软体机器人设计与刚度调控提供新的理论和技术支持。

来源：2020年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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