基于差动轮系的变刚度执行器及变刚度柔性手爪

作     者：龙奕琳 王彬峦 金弘哲 徐威铭 赵杰 LONG Yilin;WANG Binluan;JIN Hongzhe;XU Weiming;ZHAO Jie

作者机构：哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150000 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150000 

基　　金：科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目课题(2021ZD0201403) 国家自然科学基金集成项目“面向航空制造的人-机器人协作技术及应用研究”(92048301)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第1期

页      码：91-102页

摘      要：结合差动轮系和杠杆原理设计了一种调刚范围从0~+∞的变刚度执行器,并完成了其结构优化设计和调刚能耗优化设计。该变刚度执行器具有变刚度范围大,调刚能耗需求低,占用空间小,易控制,响应速度快,可靠性强,技术实现可行性高等优点,具有一定的实际应用意义。在此基础上设计了一款欠驱动变刚度柔性手爪,将变刚度执行器作为手爪关节的驱动单元,通过调节变刚度执行器的刚度来改变手爪的刚度。最后,搭建了变刚度柔性手爪的硬件平台,对变刚度执行器进行了刚度测量,验证了所设计的变刚度执行器在进行刚度调节上的可行性。进行了变刚度柔性手爪的力控制实验,成功实现了对柔软物体的抓取。对变刚度柔性手爪的单指进行了性能分析,并验证了手指刚度与变刚度执行器刚度呈正相关关系,完成了变刚度柔性手爪性能实验验证。

主 题 词：变刚度执行器 差动轮系 柔性手爪 手爪刚度 欠驱动 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2023.01.091

馆 藏 号：203118806...