工业机器人柔性执行器实验装置设计

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作者 赵鹏飞 赵聪 +1 位作者 温洋 于晓然 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第3期61-66,共6页

为了解决当前工业机器人实践教学中刚性结构执行器无法满足多样化抓取需求的问题,设计并测试了一种适用于工业机器人实践教学的柔性执行器实验装置。基于人手指结构和运动特性,采用高速气网型执行器结构,结合超弹性材料Dragonskin30设... 为了解决当前工业机器人实践教学中刚性结构执行器无法满足多样化抓取需求的问题,设计并测试了一种适用于工业机器人实践教学的柔性执行器实验装置。基于人手指结构和运动特性,采用高速气网型执行器结构,结合超弹性材料Dragonskin30设计柔性执行器。利用Abaqus有限元分析软件优化设计方案,并通过实物制作和仿真分析验证了柔性执行器的弯曲性能和尖端力。实验结果表明,该柔性执行器能够有效抓取易碎、易变形及不同尺寸的物体,具备良好的运动性能,为工程实践教学提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 工业机器人 柔性执行器 气压驱动 有限元分析 实践教学

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面向触觉力反馈的可穿戴柔性执行器研究现状 被引量：10

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作者 吴一川 孟欢欢 +1 位作者 黄启洋 彭倍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期244-252,共9页

随着最新一代电子产业在可穿戴性、轻便性、舒适性等方面的需求,近年来基于柔性电子材料的执行器设计制造技术已成为商业消费电子和科研领域关注的热点。柔性执行器由柔性材料加工制作,与刚性执行器相比具有更优的轻薄性、柔韧性和适形... 随着最新一代电子产业在可穿戴性、轻便性、舒适性等方面的需求,近年来基于柔性电子材料的执行器设计制造技术已成为商业消费电子和科研领域关注的热点。柔性执行器由柔性材料加工制作,与刚性执行器相比具有更优的轻薄性、柔韧性和适形性,在可穿戴设备的触觉力反馈中可对皮肤产生多种深浅、节拍和加速度可控的多点作用力,协同产生捏、按、拉等触觉行为,并且整体装置轻巧便捷。分类综述针对触觉力反馈的柔性执行器技术,从主体材料和驱动原理两方面对柔性执行器的工作机制和优缺点进行总结,分析了柔性执行器在虚拟现实、教育培训、医疗辅助等领域的应用情况和潜在价值。对用于实现触觉力反馈的柔性执行器的问题和研究难点进行了总结,并得出设计出安全、舒适、美观、安静等性能优良的柔性执行器是促进未来人机交互的研究突破点。 展开更多

关键词 触觉 力反馈 柔性执行器 可穿戴设备

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旋拧式油茶果采摘末端执行器的研制与试验

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作者 甄乾广 王金鹏 +2 位作者 周宏平 何萌 周磊 《林业工程学报》 北大核心 2025年第3期138-145,共8页

为了解决现有油茶果采摘装置体积大、花苞和枝条损伤大等问题,面向油茶果精准采摘的需求提出一种适用于油茶果采摘机器人的变直径、多果实采摘方法,设计轻巧紧凑的末端执行器方案。该末端由减速电机带动驱动轮转动,3根三角形布置的弹性... 为了解决现有油茶果采摘装置体积大、花苞和枝条损伤大等问题,面向油茶果精准采摘的需求提出一种适用于油茶果采摘机器人的变直径、多果实采摘方法,设计轻巧紧凑的末端执行器方案。该末端由减速电机带动驱动轮转动,3根三角形布置的弹性带分别将动力从驱动轮传递到6个呈正六边形布局的从动轮,每个带轮带动与其固定连接的手指转动,该设计使末端执行器的整体质量为1.2 kg。进行油茶果分离所需的拉力和扭力的测量试验,发现最大扭力为0.066 N·m,最大拉力为25.4 N,为末端执行器的结构设计提供依据。试制旋拧式油茶果采摘末端执行器的物理样机,并分别进行油茶果采摘室内试验和果园试验,在实验室采摘平台上进行的60组模拟采摘试验得到果实的平均采摘成功率达到78.33%,花苞损伤率低于5%。果园实地采摘试验发现,电机转速222 r/min为最佳采摘转速,此时平均采摘成功率为70%,不考虑视觉定位油茶果的耗时,末端执行器单果采摘时间为3~5 s,对花苞损伤低于5%。 展开更多

关键词 油茶果 柔性末端执行器 旋拧采摘 精确采摘

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液晶聚合物执行器的微加工方法及其应用 被引量：1

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作者 刘凯 吕久安 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1708-1721,共14页

液晶聚合物是一种环境刺激响应的智能形变材料,由这种智能材料构建的微型执行器可以将外界的环境刺激直接转换为机械运动,无需复杂的能量转换部件和机械传动结构,因此液晶聚合物微执行器在微型机器人、智能传输、生物医学设备等领域具... 液晶聚合物是一种环境刺激响应的智能形变材料,由这种智能材料构建的微型执行器可以将外界的环境刺激直接转换为机械运动,无需复杂的能量转换部件和机械传动结构,因此液晶聚合物微执行器在微型机器人、智能传输、生物医学设备等领域具有良好的应用前景。液晶聚合物的微加工存在两个技术难点:微纳尺度的器件成型和液晶取向。本文从如何解决这两个技术难点出发,介绍了近几年液晶聚合物的微纳加工方法以及相应功能器件的潜在应用领域。 展开更多

关键词 微纳加工 液晶聚合物 柔性执行器 刺激响应形变 液晶取向

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基于柔性可控气液界面的微尺度执行器 被引量：1

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作者 严珺嘉 刘吉晓 +1 位作者 周一笛 郭士杰 《液压与气动》 北大核心 2021年第5期164-169,共6页

为了在微尺度范围内实现对目标对象进行柔性施力、推拉等一系列微纳操作,提出一种通过生成控制单个微尺度气泡直接与目标对象进行微纳操作的方法。当用气泡作为执行器对目标对象施力时,由于气体的可压缩性,气泡会被挤压变形,实现了柔性... 为了在微尺度范围内实现对目标对象进行柔性施力、推拉等一系列微纳操作,提出一种通过生成控制单个微尺度气泡直接与目标对象进行微纳操作的方法。当用气泡作为执行器对目标对象施力时,由于气体的可压缩性,气泡会被挤压变形,实现了柔性施力的过程。首先通过毛细管连接气泵的方式在液体环境下生成单个微尺度气泡,并定性分析气压法生成控制气泡变化的过程;随后,为了验证气泡可以作为执行器对研究对象进行施力,实验以一个微型悬臂梁作为参照物,气泡作为执行器对悬臂梁的末端施力,通过悬臂梁的形变来估算气泡的施力值。对实验数据进行分析,得出气泡作为执行器特性以及气泡的形变与其输出力之间的线性关系。 展开更多

关键词 微纳操作 微尺度气泡 柔性执行器

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模具抛光机器人柔性终端执行器设计与分析 被引量：8

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作者 唐杰 王涛 +1 位作者 常青 张海涛 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第2期263-266,共4页

抛光是提升汽车模具表面质量的一道重要工序,目前主要采用传统的方法手工完成,生产效力低,且容易出现人为误差。因此基于机器人的自动化抛光技术备受广泛关注,而柔性终端执行器是抛光机器人系统的关键部件,直接影响抛光效果。根据汽车... 抛光是提升汽车模具表面质量的一道重要工序,目前主要采用传统的方法手工完成,生产效力低,且容易出现人为误差。因此基于机器人的自动化抛光技术备受广泛关注,而柔性终端执行器是抛光机器人系统的关键部件,直接影响抛光效果。根据汽车模具的抛光特征,设计了基于弹簧的柔性终端执行器,建立了机器人柔性抛光系统的虚拟样机,并利用adams对其进行了仿真分析。结果表明:该机器人柔性抛光系统满足汽车模具表面抛光要求,能自适应跟踪打磨轨迹,有效补偿油石的损耗量,避免了"过抛光"和"少抛光"的问题。 展开更多

关键词 抛磨机器人 模具 柔性终端执行器 虚拟样机 ADAMS仿真

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柔性气动执行器的研究现状和趋势 被引量：7

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作者 周泉 张立彬 +1 位作者 杨庆华 阮建 《机电工程》 CAS 2003年第1期61-64,共4页

介绍了当前各种柔性气动执行器的研究背景、结构原理和最新研究进展 。

关键词 柔性气动执行器 气动人工肌肉 智能机器人 工业机器人

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电流体泵驱动的柔性弯曲执行器的设计及分析 被引量：3

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作者 张涛 王开松 +4 位作者 唐威 秦可成 刘阳 石雨豪 邹俊 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期467-475,共9页

针对目前柔性执行器需要外置的刚体泵和阀的问题,基于人手指弯曲抓握的运动特点,设计了一款由内嵌电流体泵驱动的柔性弯曲执行器。设计了电流体泵,通过实验分析了电流体泵的极板间距和电极孔直径对电流体泵输出流量和压强的影响,确定了... 针对目前柔性执行器需要外置的刚体泵和阀的问题,基于人手指弯曲抓握的运动特点,设计了一款由内嵌电流体泵驱动的柔性弯曲执行器。设计了电流体泵,通过实验分析了电流体泵的极板间距和电极孔直径对电流体泵输出流量和压强的影响,确定了电流体泵针电极、孔电极等部件的尺寸,研制了电流体泵样机。将多个电流体泵串联及并联,分别得出了输入电压与输出流量、输出压强的关系,确定了以2个电流体泵串联的方式来驱动软体执行器;建立了柔性执行器的力学模型,对柔性执行器进行了弯曲仿真和实验,得到了驱动压强与柔性执行器弯曲角度之间的关系,证明了柔性执行器具有良好的弯曲性能。弯曲角度的实验值、仿真值、理论值较一致,理论模型和仿真模型可以较为准确地描述柔性弯曲执行器的弯曲变形。电流体泵与柔性执行器高度集成,使电流体泵可以直接驱动柔性执行器弯曲变形,实现了柔性弯曲执行器的可携带性。 展开更多

关键词 电流体泵 柔性弯曲执行器 电极对 有限元分析

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介电弹性体驱动的爬行-跳跃机器人研究

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作者 潘锋 阮佳平 +1 位作者 唐威 邹俊 《工程设计学报》 北大核心 2025年第3期316-325,共10页

具备爬行与跳跃功能的机器人比只能单一运动的机器人更能适应复杂环境,同时其柔性驱动器具有驱动变形大、结构简单等优势。基于介电弹性体的柔性驱动方式,设计了一种爬行-跳跃软体机器人。首先,设计了一种双稳态介电弹性体执行器,其由... 具备爬行与跳跃功能的机器人比只能单一运动的机器人更能适应复杂环境,同时其柔性驱动器具有驱动变形大、结构简单等优势。基于介电弹性体的柔性驱动方式,设计了一种爬行-跳跃软体机器人。首先,设计了一种双稳态介电弹性体执行器,其由介电弹性体膜、柔性电极、加强筋和柔性框架构成,具有横向和纵向两个双稳态,并通过分析和试验确定了其尺寸参数;其次,采用VHB4910介电弹性体膜制作了双稳态介电弹性体执行器,研究了薄膜预拉伸率对执行器动态响应的影响规律,并测试了其输出力矩,验证了采用该执行器可实现机器人跳跃;接着,基于介电弹性体执行器,设计了爬行-跳跃机器人,其由爬行模块和跳跃模块组成,可实现直行、转弯和跳跃等动作;最后,制作了爬行-跳跃机器人实物并进行了测试。测试结果表明:机器人最大运动速度为10 cm/s,相当于每秒行进1.25个身长;最大转弯速度为12(°)/s;跳跃高度约为5 mm,跳跃距离约为3 cm。研究结果为爬行-跳跃软体机器的结构设计和驱动提供了新方案。 展开更多

关键词 柔性驱动 介电弹性体 双稳态 柔性执行器 软体机器人

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气动肌肉结构参数的分析与设计 被引量：1

10

作者 隋立明 王祖温 包钢 《液压与气动》 北大核心 2003年第10期12-14,共3页

根据气动肌肉的理论模型 ,分析了气动肌肉初始直径和初始长度对气动肌肉特性的影响 ,并对气动肌肉结构设计中的参数选择与设计问题进行了研究。

关键词 气动肌肉 结构参数 初始直径 初始长度 设计 柔性执行器

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高架栽培草莓采摘机器人系统设计 被引量：29

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作者 冯青春 郑文刚 +2 位作者 姜凯 邱权 郭瑞 《农机化研究》 北大核心 2012年第7期122-126,共5页

为了提高草莓采收自动化水平,针对高架栽培草莓设计了自动采摘机器人系统,其采用无线遥控和语音提示相结合的人机交互方式,可以对机器人本体两侧果实同时进行采摘。该系统采用机器视觉和声纳测距相结合的方式实现了自主导航,通过双目视... 为了提高草莓采收自动化水平,针对高架栽培草莓设计了自动采摘机器人系统,其采用无线遥控和语音提示相结合的人机交互方式,可以对机器人本体两侧果实同时进行采摘。该系统采用机器视觉和声纳测距相结合的方式实现了自主导航,通过双目视觉相机对果实进行识别和空间定位,由关节型机械臂操纵末端执行器进行定位。系统末端执行器采用果实吸附、果柄夹持和电热切割的方式对果实进行柔性操作。针对系统控制方案,制定了采摘机器人系统作业流程,并对机械臂末端运动路径节点和时间节拍进行规划,防止与周围环境发生运动干涉,保证机器人作业效率。试验结果表明,草莓采摘机器人系统末端定位平均误差小于2.2mm,单次采摘作业平均耗时10.99s。 展开更多

关键词 草莓采摘机器人 高架栽培 机器视觉 柔性末端执行器 运动规划

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