双向气动波纹管执行器

双向变形大驱动力

采用波纹管状软胶层与纤维增强层结构，该执行器可产生双向大变形与驱动力，同时具备良好的重复性，并可通过刚性接头像积木一样快速搭建多种软体机器人。

Xiao, Huai · Meng, Qingxin · Lai, Xuzhi Zhai · 王亚午 · She, Jinhua · Fukushima, Edwardo Fumihiko · 吴敏

Information Sciences 2024

技术优势

双向变形

波纹管状软胶层使PBA在正负气压下分别产生伸长和收缩，无需两个独立执行器即可实现双向运动，减少了系统复杂度。

高频下仍稳定

实验表明PBA在低频下具有近似速率无关的特性，即变形量不随驱动频率显著变化，使得控制更简单、运动预测更准确。

重复性良好

PBA在多次循环后仍能保持一致的变形-压力关系，这对于需要精确重复运动的操作任务至关重要。

组装便捷

刚性接头具有五个表面的接口，配合定制插头，研究者可快速连接多个PBA，无需专门工具或复杂工艺。

应用场景

• 软体机器人：作为基本驱动单元，快速搭建各种软体机器人原型，缩短开发周期。
• 模块化机器人：利用标准化接口实现即插即用，让机器人构型可灵活重组，适应不同任务。
• 气动驱动：提供双向气动变形和驱动力，比传统单作用气动执行器功能更全面。
• 抓取与操作：可组装成软体抓手和机械臂，用于抓取和操作，重复性良好保证动作一致。