爱吧机器人网 » 分类 > 特种机器人 > 正文

变刚性可折叠机器手臂为无人机探测提供新方法

核心提示:采用折纸结构设计的机器手臂面临两个难题:难以承受外力、难以轻松启动。韩国首尔国立大学的研究人员利用变刚度的概念开发了一种新型机器手

采用折纸结构设计的机器手臂面临两个难题:难以承受外力、难以轻松启动。韩国首尔国立大学的研究人员利用变刚度的概念开发了一种新型机器手臂,通过可折叠锁扣这一关键设计有效克服了这些问题。该机器人手臂可以用单根线改变形状,提高了折纸结构的实用性,并且手臂重量轻,可以像自动雨伞一样折叠并延伸,还可以迅速变得坚硬。

可变刚度机器手臂的设计原理源于萨鲁斯直线运动机构(Sarrus linkage),研究人员设计了开锁和闭锁模式:首先,手臂的每个单元由顶层和底层两个方面、四条杆链组成,其中每个杆链均由两条支链组成,并经由三个连接点连接到顶层和底层(图A),相同长度的支链可以确保结构平整折叠(图B-C)。为保证手臂结构的变刚度要求,需要设计一个锁扣。通过在结构内部楔入一个锁扣,可以有效实现结构的展开与折叠。闭锁模式 :当锁扣在闭锁位置时(图D),支链无法折叠,闭锁机制限制了折叠模块的自由度,并提升了模块整体的刚度。开锁模式:当锁扣在开锁位置时(图F),锁扣旋转了90°,与另一侧面重合,此时对结构施加垂直的力,锁扣与重合面一致平折,将多个该单元结构自上而下组合,形成了可变刚度机器手臂。通过使用该原理,重量小于30g的折叠结构(尺寸为40mm×40mm×100mm)可承受超过12kg的压力载荷。另一方面,锁扣可以轻松解锁,并且该结构仅需通过用一个很小的力拉一根单线即可实现折叠。

无人机的搭载环境对重量和尺寸有着极为严格的限制,采用可折叠机器手臂可使其优势最大化。在一次试验中,无人机展开机器手臂,成功在沟渠内拾取物体。当机器手臂闲置时,会折叠平放以保持机体机动性,便于起飞和着陆。可变刚度机制还可应用于如极地、沙漠、水下和太空等极端环境中其他类型的机器人和结构。

虽然柔性机器人在灵活运动方面有很大的优势,但是它们的局限性也很明显,即承受高负荷会产生变形。这种机器手臂采用变刚度技术,兼备了刚性和柔性机器人的优点。机器手臂可以在不使用时折叠平放,并且在必要时可以变硬。此外,手臂由坚韧的防撕裂织物复合材料和经过特殊处理的强力PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜组合而成,实用性强。研究人员表示,这种机器手臂有助于在狭窄空间实现对目标的探测和抓取。

上一篇:聊天机器人有多少能通过图灵测试?
下一篇:世界上最灵活机器人问世,5年内将超越人类

本周栏目热点

微软研究院正开发人工智能绘图机器人:想画啥,尽管说

[2018-01-19]  IT之家1月19日消息 今天,微软研究院在Microsoft官方博客发布文章宣布,该研究院正在开发一个基于人工智能相关技术的机器人,该机器人可以 ...

这款新型软体机器人借助机器学习算法 拥有像生物一样柔软性

[2018-05-31]  前言在自然界中,有些生物体具有良好的柔软性和弹性,原因是它们能够将软组织和坚硬的骨骼缠绕在一起。而如果将这种灵活性于弹性赋予机器人 ...

2015世界10大军事科技亮点之机器人战士

[2016-01-04]     美国国会明确在2015财年为常规快速全球打击项目追加2500万美元预算,并在文 ...

被贴停车罚单太恼人?机器人律师帮你维权打官司

[2017-07-17]   自2015年以来,多诺支付机器人就一直在帮助人们解决停车罚单问题。使用者可以通过线上免费的聊天程 ...

解放军黑科技:脑控作战机器人将出现在未来战场

[2016-01-04]     电影《阿凡达》,受伤退役军人杰克靠意念远程控制其替身在潘多拉星球作战场 ...

医疗训练机器人男孩哈尔(Hal)正在抽搐

[2018-09-11]  据连线杂志报道,机器人男孩哈尔(Hal)正在抽搐,他的头疾速地晃来晃去,看起来就像在震动一样。他的眼睑耷拉在蓝色的眼睛上,嘴巴张着。但 ...

师承果蝇,能悬浮、倾斜和转弯,机器人飞行大师来了

[2018-09-18]  飞行类昆虫,比如蜜蜂、蜻蜓和果蝇,都有高超的飞行技术。这些技术往往在逃避天敌或者躲避人类袭击的时大展身手。近日,荷兰科学家制作了一 ...

QYSEA鳍源科技轻工业级ROV 40秒极速展开作业纵横江海

[2018-09-11]  旗下消费级水下无人机FIFISHP3,作为全球首款影视级水下机器人,以专业的拍摄效果、稳定的水下运动姿态和领先行业的产品可靠度,打造全新的水下拍摄体验,一经推出便获得海外......

精选推荐

基于生物启发的机器人很容易适应丢失附属器官
基于生物启发的机器人很容易适应丢失附属器官

[2017-12-17]  很多机器人被设计应用在危险环境,如灾难现场。在这些地方,他们的运动系统完全有可能被损坏。那这样会吓跑这些机器人吗?也许不是,如果它们像日本的东北和北海道大学创造的......

美国Natilus公司试飞水上无人货机 设计简单成本降低
美国Natilus公司试飞水上无人货机 设计简单成本降低

[2017-12-28]  Natilus创业公司成立于2014年,其梦想是建造大型无人机,以半价提供比船舶快得多国际货运。在十二月份,Natilus计划在旧金山湾测试一个9米翼展的小型原型无人机的水上滑行能力......

2023年服务机器人市场将超过250亿美元
2023年服务机器人市场将超过250亿美元

[2017-09-04]  全球服务机器人市场预计到2023年将达到250亿美元, 并在预测期内登记15% 的复合年增长率。短期中期回收期和投资回报率高 (ROI), 以及在教育和研究、临场感、防御、救援和安......

助力卷积神经网络时空特征学习 史上最大行人重识别视频数据集被提出
助力卷积神经网络时空特征学习 史上最大行人重识别视频数据集被提出

[2017-12-25]  本文提出了一个大型的、长序列的、用于行人重识别的视频数据集,简称LVreID。与现有的同类数据集相比,该数据集具有以下特点:1)长序列:平均每段视频序列长为200帧,包含丰......

智能机器人困惑的时候知道该问什么问题
智能机器人困惑的时候知道该问什么问题

[2017-03-20]   照片:Nick Dentamaro 布朗大学 上周,我们提到了麻省理工学院的一些研究,即通过链接人的大脑来帮助机器人在他们将要犯错误的时 ...

2018年企业数字化转型的五大趋势
2018年企业数字化转型的五大趋势

[2017-12-16]  据2016年哈佛商学院研究表明,选择进行数字化转型的企业在3年内表现出了55%的平均毛利润提升,相比之下其他企业毛利润同期降低了37%。数字化转型企业的领头羊,也曾是收入处于......

受大脑控制的机器人
受大脑控制的机器人

[2017-03-21]   想让机器人做我们想做的,首先,他得全面地了解我们。通常,这就意味着人类需要要付出更多。比如,教机器人复杂的人类语言或者把一项任务 ...

从AI中窥探人性
从AI中窥探人性

[2018-01-03]  人们对人造智能的恐惧早已成为科幻书籍和电影的极好题材。但现在,一些同样的担忧开始影响关于现实世界AI技术的政策讨论。如果这样的担忧演变成为一种技术恐慌...