2020年7月，工程训练金百利国际娱乐菲律宾真刘晓敏教师在国际著名期刊“ Soft Robotics”上在线发表题为“ Soft Humanoid Hands with Large Grasping Force Enabled by Flexible Hybrid Pneumatic Actuators ”的文章，Soft Robotics（SoRo）是中科院双一区top期刊， 最新影响因子6.160。
论文链接: https://doi.org/10.1089/soro.2020.0001
文中设计了刚柔耦合气动软体驱动器和气动柔性仿人机械手。该柔性机械手依据人手仿生学结构，共有5根柔性手指，采用自主研发的弯曲型刚柔耦合气动柔性驱动器进行驱动，具有结构简单、轻质、灵活、输出力大和适应性强等特点。该指状柔性驱动器为气动复合弹性体，内部为硅胶气囊，外侧装有薄片状约束环，气囊与约束环一侧设有板状弹性骨架。通入压缩气体后，驱动器内气囊内壁受压发生膨胀，外部由于约束元件的径向束缚产生轴向力在弹性骨架约束下产生类似手指的弯曲运动。该设计中，柔性驱动器本体与驱动装置复合一体，采用机械装配方式，可采用多个气囊进行驱动。内部软体气囊与弹性骨架刚柔耦合，弹性骨架起到支撑和连接作用，可提高柔性驱动器刚度和弹性恢复，保证驱动器在完成运动功能和柔性的同时，使柔性机械手在抓持物体时保持一定的刚度。机械手整体结构采用非对称式，即大拇指与中指相对。为增强机械手抓持能力，大拇指采用双驱动单向弯曲柔性驱动器，其余四指采用单驱动单向弯曲驱动器。此外，在气压控制系统内装有气压传感器用于监控每根手指驱动器的内部压力，以便手指变形与物体接触后，及时进行反馈调节压力以适应不同物形和重量目标物体。实验表明，采用该刚柔耦合气动柔性驱动器所研制的机械手具有较高的灵活性，能够完成抓、握和捏等多种抓取模式；通过调节驱动器内部气压，即可控制手指形变和输出力，且对物形变化具有较强的适应性。该柔性机械手最大夹持力可达12N，可抓持质量为1Kg以上的物体，未来在机器人-人和机器人-环境交互应用中将具有巨大的潜力。
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