柔性机构在机器人领域的研究应用现状
2021-10-10梁晶晶李瑞琴宁峰平张启升
科教导刊·电子版 2021年22期
梁晶晶 李瑞琴 李 清 宁峰平 张启升
(中北大学机械工程学院 山西·太原 030051)
随着工业和医疗等领域需求的不断提高,机器人需要具有优良的环境适应性、超强的安全性,以及良好的人机互动性,需要应用柔性机构破除传统机器人关节的僵硬和材料的刚度,朝着更轻、更软、更协调的方向发展。在这样的背景下,“柔性机器人”应对更高的需求不断发展起来。通过柔软材料的利用,驱动方式的创新,在先进制造业中可以发挥出更大的价值。
1 柔性机构的研究现状
随着工业的发展,尤其是在精微领域,对机构的精度不断提出更高的要求,对于刚性机构在发生弹性变形过程中产生的系统误差已经无法满足更高的精度要求。随着各国学者对柔性机构的研究,柔性机构中免装配、无摩擦、可通过变形来传递运动和力、精度较高等优势性能不断得到验证。当今,新型材料、新的制造工艺和技术不断出现,在与机构学、结构力学以及计算机技术的相互交叉研究领域内,利用柔性变形的微纳与仿生机器人已逐渐成为机器人学领域的研究热点。本文根据文献资料,对柔性机构在仿生机器人及康复机器人领域的构型、机构性能、分析方法等方面的主要研究成果进行综述,以明确研究热点和未来发展方向。
2 柔性仿生机器人
柔性机构因具有弹性、通过变形可储存和释放能量,并且免装配、无摩擦,这种特性可以应用来模仿生物的柔性,如关节、腿部、翅膀等,实现相应的运动及动力,从而达到仿生的效果,目前已是机器人领域的一个主要研究方向。……
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