折纸结构软体机械臂

多稳态屈伸弯曲

由四个Kresling折纸单元组成的软体连续机器人，具备收缩、伸展与弯曲能力，可实现精确定位与重复操作。

Wang, Baiyi · Haozhi, Sun · Jinhong, Du · Zhongwen, Yi · 刘新华 · Hua, Dezheng · Li, Zhixiong · Chauhan, Sumika · Vashishtha, Govind

Knowledge-Based Systems 2025

参数信息

折纸结构单元数量

4

技术优势

运动学模型可精确描述

基于常曲率假设和D-H方法建立的运动学模型能够精细描述NSCR的运动，为控制提供可靠基础。

闭环控制实现精确定位

视觉系统获取实时位置数据，闭环无模型控制器驱动NSCR以可接受误差到达目标位置或轨迹，重复精度高。

优化算法提升控制性能

多策略改进的角蜥优化算法（MHLOA）自动选取控制系统参数，显著提升控制性能，并通过测试函数、仿真和实验验证。

应用场景

• 软体手术机器人：折纸单元可实现灵活弯曲与伸缩，适应狭小手术空间，实现精准操作。
• 检查与维护机器人：软体连续机器人可进入复杂管道或设备内部，通过视觉反馈实现定位检查。
• 柔性外骨骼接口：折纸结构顺应人体运动，作为柔性接口连接外骨骼与人体。
• 可穿戴辅助设备：轻质折纸单元可集成于可穿戴设备，提供辅助运动与支撑。