关节式内骨骼气动软体驱动器的结构设计

简介

软体驱动器具有优异的柔顺性，能适应不同形状的目标物体，且不易损伤被抓持物。为了在工业流水线上快速安全可靠地抓持诸如水果、精密元器件等不同质量、不同尺寸物体，该文介绍了一种新型关节式内骨骼气动软体驱动器，将驱动与承力功能分解，在保持柔顺性的同时，显著提高了抓持能力。推导了气压驱动下，驱动器的弯曲角度数学模型。以理论模型为基础，分析了驱动器的各项设计参数对弯曲角度的影响。以确定气压下自由端位姿作为输入条件，以驱动器整体质量最小为优化目标，优化了各参数值，并以得到的参数完成了软体驱动器的实物制造与装配，且试验获得了其弯曲角度与弯曲刚度。试验表明在最大工作压力为150 kPa时，总体误差控制在9%以内，证实了所建立驱动器理论模型的正确与有效性。驱动器的弯曲刚度在最大工作压力时达到4.50 N/rad，弯曲刚度得到大幅提高。该软体驱动器具有良好的开发和应用前景。