梁 正,武广斌

(北华大学 机械工程学院，吉林 吉林 132021)

近20年，机器人和人工智能技术已应用到工业、农业、医疗康复、服务娱乐及宇航等领域，且应用领域越来越贴近人们的日常生活[1-2].柔性驱动器作为机器人驱动单元的核心部件，其柔性程度成为制约软体机器人发展的重要因素[3-4].当前，常用的柔性驱动器包括气缸、液压缸、线性电动机、电动缸等[5]，气动缸和液压缸的轴向位置和伸长量无法连续调节，并且它们尺寸大、柔性差、使用不灵活[6]；线性电动机和电动缸的轴向位置可控且精度较高，但其结构复杂、体积较大、缓冲能力较弱、人机共融难度较大且难以实现轻量化和小型化[7-8].

本文所研究伸长型“刚-柔耦合”气动柔性驱动器，具有轴向伸长量连续可调、驱动力可调、刚度可控等功能，能克服目前轴向驱动器体积大、柔性差、位置不可控等缺陷，有一定刚度能适应不同的工作环境，对软体机器人的发展具有重要的研究意义.

1 伸长型气动柔性驱动器结构设计

伸长型气动柔性驱动器如图1所示，硅胶管两端分别与上、下堵头机械连接形成密封腔体，上、下连接盖内部有螺纹槽，能与约束弹簧旋紧固定配合；上、下堵头分别与弹簧两端固定连接，上、下堵头留有螺纹孔，与上、下连接盖螺栓连接，上堵头设有螺纹孔连接气动接头.约束弹簧采用圆柱间隙螺旋弹簧，材料为65Mn，上、下连接盖采用ABS塑料由3D打印制作完成.柔性驱动器本体结构参数如表1所示.

(a)柔性……