韩奉林, 李明辉, 田 亮, 刘 伟, 费 磊, 赵海鸣

(1. 中南大学 机电工程学院,长沙 410012；2. 中南大学 轻合金研究院,长沙 410012；3. 中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室,长沙 410012)

软体机器人具有环境适应性好、人机交互安全、系统设计简单等优点，因此获得了广泛的研究[1]. 现有软体驱动器驱动模式主要包括：流体驱动[2]、介电弹性体[3]、形状记忆合金[4]、化学过程驱动[5]、拉线驱动[6]等.

变刚度技术是软体机器人走向应用的重要使能技术，有效调控刚度对于软体机器人具有重要意义. 目前软体机器人的变刚度实现机理包括拮抗原理[7-8]、电磁流变原理[9]、材料相变原理[10-11]及阻塞机制等，其中利用基于真空的颗粒阻塞机制由于结构简单、刚度调节速度快的优点近年来得到广泛的研究[12].

Cheng等[13]利用颗粒阻塞实现了微创手术柔性机械臂的局部刚度调控. Jiang 等[14]提出了一种柔性机械手，采用颗粒阻塞和气动肌肉机构相结合的方法实现驱动和变刚度. Brown 等[15-16]利用颗粒阻塞设计了一种通用软体抓手，能够在没有反馈的情况下抓取各种形状的物体，此抓手操作容易、结构简单，但是在抓取时，只能用力压向被抓物，从而被动地顺应被抓物形状，所以当被抓物较软或体积过大时，抓取效果不理想. Wei等[17]设计了一种包括气动层和颗粒层的双层结构软体手指，气动层实现驱动器的运动，而颗粒腔实现刚度调控. 为避免使用复杂的真空系统，Li 等[18]提出了一种被动颗粒阻塞的概念，在气动腔内施加正……