J Shanghai Jiaotong Univ Sci ›› 2023, Vol. 28 ›› Issue (3): 307-311.doi: 10.1007/s12204-022-2508-4
李林霖,高飞扬,郑雄飞,张黎明,李世杰,王赫然
收稿日期:
2022-05-01
修回日期:
2022-06-30
接受日期:
2023-05-28
出版日期:
2023-05-28
发布日期:
2023-05-22
LI Linlin (李林霖),GAO Feiyang (高飞扬),ZHENG Xiongfei*(郑雄飞),ZHANG Liming(张黎明),LI Shijie (李世杰),WANG Heran(王赫然)
Received:
2022-05-01
Revised:
2022-06-30
Accepted:
2023-05-28
Online:
2023-05-28
Published:
2023-05-22
摘要: 近年来,软体抓手因其高柔顺性在医疗康复等各个领域引起了广泛的关注。然而,传统的PneuNet仅通过包络抓取(EG)可靠地抓取中大型物体,无法实现捏取(PG)来稳定抓取小而薄的物体,这是由于EG需要大弯曲角度而PG需要相对小很多的弯曲角度。我们提出了一种多结构软体夹持器(MSSG),每个手指只有一个气路,它将近端段的PneuNet与远端段的普通软气动执行器(NSPA)相结合,这样可以在不损失EG的情况下实现PG,并且远端和近端段之间的高度差增强了PG的鲁棒性。基于MSSG的稳定性(指弯曲角度描述)和鲁棒性(拉拔力描述)对抓取进行了表征,并采用有限元方法分析了MSSG的弯曲角度和拉拔力。此外,通过实验验证了抓取性能,结果表明每指单气路的MSSG能够在不损失EG的情况下实现PG,并有效增强了PG的鲁棒性。
中图分类号:
李林霖, 高飞扬, 郑雄飞, 张黎明, 李世杰, 王赫然. 多结构柔性夹持器提高夹持的鲁棒性[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2023, 28(3): 307-311.
LI Linlin (李林霖), GAO Feiyang (高飞扬), ZHENG Xiongfei(郑雄飞), ZHANG Liming(张黎明), LI Shijie (李世杰), WANG Heran(王赫然). Enhancement of Pinching Grasping Robustness Using a Multi-Structure Soft Gripper[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2023, 28(3): 307-311.
[1] | NAPIER J R. The prehensile movements of the human hand [J]. The Journal of Bone and Joint Surgery. British Volume, 1956, 38-B(4): 902-913. |
[2] | CUTKOSKY M R, WRIGHT P K. Friction, stability and the design of robotic fingers [J]. The International Journal of Robotics Research, 1986, 5(4): 20-37. |
[3] | FERRARI C, CANNY J. Planning optimal grasps [C]// 1992 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Nice: IEEE, 1992: 2290-2295. |
[4] | POLYGERINOS P, LYNE S, WANG Z, et al. Towards a soft pneumatic glove for hand rehabilitation [C]//2013 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Tokyo: IEEE, 2013, 1512-1517. |
[5] | TEEPLE C B, KOUTROS T N, GRAULE M A, et al. Multi-segment soft robotic fingers enable robust precision grasping [J]. The International Journal of Robotics Research, 2020, 39(14): 1647-1667. |
[6] | LIU S, WANG F, LIU Z, et al. A two-finger soft-robotic gripper with enveloping and pinching grasping modes [J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2021, 26(1): 146-155. |
[7] | LU Q, WANG J, ZHANG Z, et al. An underactuated gripper based on car differentials for self-adaptive grasping with passive disturbance rejection [C]//2021 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Xi’an: IEEE, 2021: 2605-2611. |
[8] | SUN Y, SONG Y S, PAIK J. Characterization of silicone rubber based soft pneumatic actuators [C]//2013 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Tokyo: IEEE, 2013, 4446-4453. |
[9] | HUANG J, XIE G, LIU Z. Finite element analysis of super-elastic rubber materials based on the Mooney-Rivlin and Yeoh model [J]. China Rubber/Plastics Technology and Equipment, 2008, 34(12): 22-26 (in Chinese). |
[1] | . 考虑电动汽车行为异质性的鲁棒性充电需求预测方法和充电网络规划研究[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2023, 28(1): 136-149. |
[2] | 刘邱, 赵东亚. 单输入单输出系统离散积分滑模预测控制[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(9): 898-903. |
[3] | 张建军, 吴中华, 刘群坡, 王红旗, 刘卫东. 主从机械手遥操作双边自适应阻抗控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(6): 615-623. |
[4] | 方佳, 陆志强. 考虑设备故障的鲁棒调度计划模板的建模优化[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(12): 1278-1290. |
[5] | 李冬辉,高峰. 基于扰动观测器的压缩式制冷系统改进Smith预估解耦控制[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(5): 593-599. |
[6] | 韩刚,蔡旭. 不平衡电网下风电并网变流器的滑模电流控制[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(9): 1065-1071. |
[7] | 吕学勤1,张轲2,吴毅雄2. 移动焊接机器人轨迹跟踪控制机制及实验[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(03): 371-374. |
[8] | 肖慧孝,杨建国,张毅. 基于状态空间模型的机床热误差动态建模[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(1): 22-26. |
[9] | 张晓迪,蔡云泽,何星,张卫东. 基于神经网络的不稳定时滞对象控制[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(07): 1033-1038. |
[10] | 王鲜芳1,苗军2,詹世涛2,3,钱志源2,4,王岁花1. 二轴导引头视线指向回路的鲁棒性设计[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(05): 735-740. |
[11] | 郑茂,王超,黄胜. 舰载机出动回收网络鲁棒性分析[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2013, 47(12): 1934-1939. |
[12] | 李彬a, 季建华a, b, 李国威a. 综合收益和风险的供应链鲁棒性指标模型研究[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2013, 47(03): 484-488. |
[13] | 王能建, 周丽杰, 刘红博. 甲板上牵引车-直升机系统的稳定性控制[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2012, 46(07): 1146-1152. |
[14] | 周悦1, 孙锬锋1, 2, 蒋兴浩1, 2. 压缩域视频水印的失真漂移补偿算法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2012, 46(04): 630-635. |
[15] | 刘晓东, 吴云洁, 田大鹏, 王俊峰. 基于干扰观测器的飞行仿真转台滑模控制器[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2011, 45(03): 393-397. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||