软体机器人

摘要： 农林业中果蔬的自动化采摘需求日趋强烈,末端抓手是实现无损采摘的关键.传统的末端抓手以刚性结构居多,现有的各种柔性抓手也存在抓取力不足、包覆性不佳等缺点.本文以草莓的无损采摘为研究对象,提出将草莓外部轮廓曲线作为设计曲线,设计了一种新型气动四叶片软体抓手.首先,对软体抓手的结构做仿真优化,提出一种安全地附着在目标物表面的设想.然后,在进行草莓表面的最小破坏应力试验的基础上,测试了软体抓手的末端力,验证了其实现无损抓取的可行性.再次,利用动态捕捉技术,研究了软体抓手叶面的弯曲变形规律.最后,选择使用弧线型气体通道的软体抓手进行了草莓抓取测试,结果证明了气动四叶片软体抓手可以实现草莓的无损抓取,抓取成功率达90％,破损率为2％,表明所研制的四叶片软体抓手用于草莓抓取时具有良好的稳定性和实用性,可用于草莓采摘的末端执行器.本研究也可为其他易损果蔬的采摘技术提供理论基础和技术支撑.

摘要： 软体机器人由高软弹性、高韧性材料构成,可大范围改变自身形状以及运动形态,理论上拥有无限个自由度,由于自身可移动性和体积紧凑性,在侦察、勘探、救援以及生物医疗领域具有良好的应用前景。4D打印是基于3D打印的基础上增加时间维度,通过在打印过程中预编程,使智能材料可以通过外部刺激在设定时间内变成所需形状。采用4D打印技术设计制作的软体机器人随着时间的推移在外界物理场的刺激下达到预先设定的运动状态并实现其运动形式。首先系统地介绍了目前4D打印技术与软体机器人制作相结合的方法,其次讨论了4D打印技术结合制作软体机器人在未来发展中的挑战和限制,最后对未来4D打印技术与软体机器人制作方法的发展方向进行预测。

摘要： 尖端生长型软体机器人是一类新型的软体机器人,其制作简单、成本低,通过压力驱动主体外翻实现机器人的“生长”,且具有运动过程中无环境阻力的独特优势,在诸多领域有着广阔的应用前景。目前,机器人的变刚度控制、大范围变形检测及精准控制是软体机器人存在的三个主要问题。围绕提出的软体机器人存在的三个主要问题,从机器人灵感来源、基本结构、材料选取、转向结构设计及建模等方面对尖端生长型软体机器人进行了介绍;列举了尖端生长型机器人在诸多领域的应用;最后,对尖端生长型软体机器人的发展趋势进行了展望。

摘要： 刺激响应水凝胶可以对环境的微小变化产生较大的物理化学变化,在药物传递、生物分离、生物传感器和组织工程等领域具有广泛的应用。但受聚集导致荧光猝灭(ACQ)效应的影响,其在发光相关领域的应用受到限制,聚集诱导发光(AIE)概念的提出解决了这一难题。将AIE分子引入水凝胶体系,获得刺激响应型AIE水凝胶,在生物医学、信息防伪、3D水凝胶驱动器以及软体机器人的开发等多个高科技领域崭露头角。本文将近年来报道的刺激响应型AIE水凝胶按刺激因素分为物理因素(温度和光)、化学因素(pH、溶剂和离子)和生物因素(酶)三大类,分别阐述了水凝胶的制备、响应机理及潜在应用,并针对刺激响应型AIE水凝胶面临的问题和挑战进行了展望。

摘要： 为解决现阶段软体机器人与人手贴合较差、自由度不够、驱动力小等问题,设计了一种带有双向弯曲模块和伸长模块、可实现多个自由度独立或耦合运动的软体机器人。利用有限元仿真分析方法建立了软体驱动器模型,融合多种柔性材料,保证驱动器可以提供足够大的驱动力。利用传感器实现了对弯曲特性的跟踪。实验验证表明:该软体机器人可以完成抓握训练、手势训练等,满足患者不同康复阶段的训练要求,指尖力可达到5.1 N,可对患者日常的手部康复训练运动起到辅助作用。

摘要： 传统的机器人大多为刚性结构,这种结构的机器人具有刚度好,稳定性强,可靠性高等优点。今天的刚性机器人技术已经较为成熟,刚性机器人已经广泛应用于多种行业,在工业中的焊接机器人,装配机器人,在物流行业中的物料搬运机器人,在农业中的播种收割机器人等都属于刚性机器人。

摘要： 相比于刚性机械臂,软体机械臂具有高柔顺性、安全性和更强的环境适应性,在狭小空间作业、易碎物品抓取和人机交互场景中有不可替代的作用,因此受到国内外研究人员的广泛关注。在进行软体机械臂的开发时,需用利用外部设备进行运动数据测量,光学动作捕捉系统作为一种高精度测量设备,广泛应用于软体机器人相关研究中。在此基础上介绍了软体机器人研究重点和研究趋势,以及这其中动作捕捉系统的具体应用。

摘要： 科学家研发出能够感知形状的连续体机器人近日,中科院沈阳自动化研究所基于几何运动旋量重建出连续体机器人的空间三维形状,获得连续体机器人的曲率、挠率等信息。连续体机器人和软体机器人具有高灵巧性和顺应性的特点,在医疗领域展现出巨大的应用潜力,然而连续体机器人形状反馈的缺失制约了其进一步应用。连续体机器人的形状感知是实现闭环控制的前提,将有助于提高机器人的控制精度并促进连续体机器人的智能化应用。

摘要： 12月5日下午,中国机械工程学会流体传动与控制分会第七届委员会特种流控专业第一次工作会议暨2021特种流控学术研讨会于线上成功召开。本次会议由中国机械工程学会流体传动与控制分会主办,浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室承办。分会主任委员焦宗夏教授、副主任委员兼总干事李永顺研究员,副主任委员、流体动力与机电系统国家重点实验室主任徐兵教授,特种流控专业委员以及特邀嘉宾共80余人出席了会议。会议围绕集成电路(IC)制造、医工结合、微流控、软体机器人、极端工况等领域的特种流控技术,深入探讨了相关科学与技术问题。

摘要： 大自然一直启发着人类在工业上的成就,仿生学越来越多地应用于流体驱动技术。对拥有流体驱动系统的生物相关研究进行了介绍,并总结了利用流体实现优美敏捷动作的机理。总结得出生物流体驱动系统的存在需要3个特征:动力源、腔体和工作介质。其中动力源类似于液压泵,腔体类似于液压缸,工作介质类似于液压油。对生物流体驱动系统的深入研究和探索,可以为解决流体驱动系统使用面临的挑战提供参考;并探讨了流体驱动系统仿生应用与未来发展的新思路,促进使用生物启发的方法,改善工程流体驱动系统。

摘要： 本发明属于软体机器人微流控相关技术领域，其公开了一种用于软体机器人逻辑控制的微流控芯片及软体机器人，所述微流控芯片包括软材料基底及多个挡板电极组对，所述软材料基底上开设有至少一个支流道及一个总流道，至少一个所述支流道的一端均与所述总流道的一端相连通；所述支流道上开设有第一卡槽，所述总流道上开设有第二卡槽；多个所述挡板电极对分别设置在至少一个所述支流道及所述总流道上；所述挡板电极组对包括挡板及电极组，多个所述挡板分别可分离地设置在所述第一卡槽及所述第二卡槽内；通过调整所述挡板的插拔状态来产生多种不同的电极组导通状态的组合。该微流控芯片具有全软且简单的结构、成本低廉，输出模态丰富，适用性强。

摘要： 本发明公开了一种软体机器人及软体机器人的控制方法，软体机器人包括：头部，头部能够采集图像，能够为软体机器人提供动力；躯干，其一端与头部相连接，躯干能够实现各个方向上的多角度弯曲；尾部，与躯干远离头部的一端相连接，尾部能够提供朝向头部方向或者是反向的驱动力；控制装置，与头部相连接，控制装置包括能够采集图像的图像采集装置；气动回路，为躯干提供驱动力以使躯干能够实现各个方向上的多角度弯曲。本发明结合了两种不同的驱动方式，使得软体机器人在复杂的环境中，能够完成前进，后退,转向、避障等功能，增加了软体机器人的使用场景和使用范围，扩展了软体机器人的使用范围和可行性。

摘要： 本发明涉及一种软体机器人转弯控制装置、方法、软体机器人。所述装置包括：用于控制气流通道的第一箱体和用于控制气囊外壁存储量的第二箱体，所述第一箱体设置与第二箱体连通的第一气流通道和与软体机器人外侧气囊连通的第二气流通道，所述第一箱体内部设置气流通道控制模块，气流通道控制模块选择第一气流通道打开或者第二气流通道打开；所述第二箱体包括气囊外壁存储区和气囊外壁释放组件，气囊外壁存储区存储软体机器人的气囊外壁，气囊外壁释放组件用于控制存储的气囊外壁的释放量。本发明能够准确控制软体机器人的转弯角度。

摘要： 本申请提供一种软体机器人的模块单元及软体机器人，该模块单元包括：弹性体，弹性体用于不同模块单元之间的连接；弹性体内设置有空腔和流体通道；流体通道与空腔连通；空腔及流体通道内设置有流体，通过控制流体的压强以控制模块单元的舒缩或曲直。该方案将模块单元中的弹性体本身用于模块单元之间的连接，简化了软体机器人的结构。

摘要： 本申请涉及月面软体机器人、月面软体机器人的运动方法，月面软体机器人包括：主体，由闭合弹性体、第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器组成，闭合弹性体包括一根弹性条和一个约束框架，第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器分别固定于弹性条的上表面和下表面；多个爬行足部，分别固定于约束框架的第一支撑杆和与第一支撑杆平行的第二支撑杆上，爬行足部随第一正压式气动驱动器的充气而带动月面软体机器人爬行；跳腿，固定于弹性条的下表面，跳腿随第二正压式气动驱动器的充气而带动所述月面软体机器人跳跃。本申请的月面软体机器人能够在低密度输出和高密度输出之间切换，既能爬行又能跳跃，运动灵活，地形适应能力强，控制方便。

摘要： 本发明提供一种软体机器人抗扭骨架及软体机器人，其中包括一种软体机器人抗扭骨架，包括由抗扭模块彼此连接形成抗扭骨架；抗扭模块包括内齿轮轴、外齿轮筒；内齿轮轴上设有若干凸齿；外齿轮筒内部中空，内壁上设有若干与凸齿相适配的齿槽；内齿轮轴与外齿轮筒通过凸齿与齿槽活动连接；凸齿与齿槽间能做相对转动运动。通过凸齿与齿槽的啮合防止抗扭骨架做沿轴线弯曲运动；且由于凸齿能相对齿槽转动，故抗扭骨架可在低阻力的情况下做非轴线的弯曲运动。本发明还包括一种软体机器人，软体机器人内嵌有抗扭骨架；内嵌抗扭骨架的软体机器人沿着骨架轴线扭转上表现出看抗扭转性，同时可做低阻力的偏离轴线弯曲。

摘要： 本发明属于软体机器人微流控相关技术领域，其公开了一种用于软体机器人逻辑控制的微流控芯片及软体机器人，所述微流控芯片包括软材料基底及多个挡板电极组对，所述软材料基底上开设有至少一个支流道及一个总流道，至少一个所述支流道的一端均与所述总流道的一端相连通；所述支流道上开设有第一卡槽，所述总流道上开设有第二卡槽；多个所述挡板电极对分别设置在至少一个所述支流道及所述总流道上；所述挡板电极组对包括挡板及电极组，多个所述挡板分别可分离地设置在所述第一卡槽及所述第二卡槽内；通过调整所述挡板的插拔状态来产生多种不同的电极组导通状态的组合。该微流控芯片具有全软且简单的结构、成本低廉，输出模态丰富，适用性强。

摘要： 本发明提出一种具有刚度保持的半软体机器人模块及半软体机器人，该模块主要包括：左气囊、中气囊、右气囊、纤维织物网、拉环、前曲柄、后曲柄、前连接轴、后连接轴、前摇杆、后摇杆、滑动轴、保护鳞。半软体机器人主要由左一气囊、左二气囊、左三气囊、左四气囊、中一气囊、右一气囊、左一模、左二模块、中一模块、中二模块、中三模块、右一模块、右二模块和右三模块组成，本发明结合了软体机器人与曲柄滑块机构的自锁特性，使得其在变形后具有较高的刚度，具有抵抗回复力的能力；通过多个模块组合可以形成多种形状的半软体机器人。本发明刚度变化是由于机械装置自动完成的，弯曲后刚度自然提高，伸直后恢复柔性状态，极大地增大了控制的简便性。

摘要： 本发明涉及闭合腔体、软体肌肉、软体机器人驱动系统和机器人系统，其中闭合腔体具有折纸结构并限定出内腔，其中，所述折纸结构包括：本体，其具有两个轴向端部和交汇至轴向末端的多个第一轴向折叠凸脊，所述两个轴向端部中的至少一个轴向端部具有朝轴向末端渐缩的折角；至少一对端部折叠凸脊，其一体形成在所述本体上，其中每个端部折叠凸脊朝向轴向末端渐缩；以及中部折叠凸脊，其一体形成在所述本体上并连接在所述至少一对端部折叠凸脊之间；其中，闭合腔体构造成能通过充胀所述内腔从折叠状态转变为径向扩张且轴向收缩的展开状态。本发明对闭合腔体进行改进，以构成具有更高力重比且驱动压力更低的软体肌肉。

摘要： 本实用新型提出一种具有刚度保持的半软体机器人模块及半软体机器人，该模块主要包括：左气囊、中气囊、右气囊、纤维织物网、拉环、前曲柄、后曲柄、前连接轴、后连接轴、前摇杆、后摇杆、滑动轴、保护鳞。半软体机器人主要由左一气囊、左二气囊、左三气囊、左四气囊、中一气囊、右一气囊、左一模、左二模块、中一模块、中二模块、中三模块、右一模块、右二模块和右三模块组成，本实用新型结合了软体机器人与曲柄滑块机构的自锁特性，使得其在变形后具有较高的刚度，具有抵抗回复力的能力；通过多个模块组合可以形成多种形状的半软体机器人。本实用新型刚度变化是由于机械装置自动完成的，弯曲后刚度自然提高，伸直后恢复柔性状态，极大地增大了控制的简便性。