折纸连续体机械臂

模块化混合驱动

提出了一种模块化设计方法和混合驱动方案，创造出具有卓越变形能力的新型折纸连续体机械臂，能够实现轴向伸长和弯曲变形。

Zhang, Qiwei · Kangning, Tan · He, Zihan · Hongsen, Pang · 王延杰 · 方虹斌

Advanced Intelligent Systems 2024

技术优势

能伸能弯

每个模块通过SMA和人工气动肌肉的协同驱动，可独立实现轴向伸长和弯曲变形，赋予机械臂丰富的空间构型能力。

抓得牢

末端装有基于水弹折纸的变形抓手，由SMA驱动，能够适应不同形状的物体进行抓取。

模型算得准

建立的DH运动学模型考虑了自重和扭矩平衡，能够有效预测机械臂的可达极限位置和空间位姿，并通过遗传算法求解逆运动学。

应用场景

• 连续体机器人：作为模块化连续体机械臂平台，可通过混合驱动实现复杂空间运动。
• 软体抓取：末端水弹折纸抓手可变形适应不同物体，实现软体抓取。
• 微创手术机器人：细长柔性本体与灵巧弯曲能力适合在狭小空间内操作，可用于微创手术场景。
• 精密操作：精确运动学模型和遗传算法求解逆运动学，支持机械臂的精密位姿控制。