北京
美国哈佛大学的研究人员提出了一种基于模型的设计方法，通过局部硬化降低末端执行器的顺应性，从而有效提高柔性机械臂的载荷能力。
柔性机械臂具有被动顺应性，可实现自适应性和安全性，但这种顺应性会限制其载荷能力。为此，研究人员提出了一种局部硬化方法，降低末端执行器的顺应性，提高机械臂的有效载荷和稳态高度，且不影响其运动范围。机械臂主要由3D打印气动连接件、反向致动器、主干圆盘、顺应性通用连接件、麦齐本致动器等组成。首先，将机械臂视为由旋转关节连接的刚性连杆链，利用能量守恒定律推导出关节力矩和位移的表达式，作为制动器的输入函数。其次，使用笛卡尔阻抗理论分析机械臂配置的空间顺应性与任务空间顺应性之间的关系，用顺应性矩阵表征机械臂在任务空间中的抗变形能力。最后，计算施加在末端执行器上的力产生的位移。实验分析了不同关节刚度和载荷条件下，机械臂末端执行器的稳态高度。结果表明：增加整个关节的刚度会降低末端执行器的任务空间顺应性，缩小机器人的运动范围；增加部分关节的刚度可降低机械臂任务空间顺应性，使其能承载更大的载荷并达到更高的稳态高度，且不影响其运动范围。
这项研究为提高柔性和欠驱动机器人的负载能力提供了一种可行途径，将促进柔性机器人在复杂环境下的应用。
论文：Increasing the payload capacity of soft robot arms by localized stiffening
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