8、软颗粒与点云处理在机器人领域的创新应用

软颗粒与点云处理在机器人领域的创新应用

软颗粒在蛇形机械臂中的应用

在机器人设计中，颗粒挤压技术被用于创建蛇形机械臂。研究采用软颗粒，并研究了它们在真空压力下的行为，目标是构建高度紧凑的结构并评估其刚度。
1. 机械臂的设计与制造材料
- 外部膜材 ：使用透明塑料材料制作外部膜，这种塑料不可拉伸，厚度小于1mm，以避免机械臂主体过度膨胀。
- 软颗粒 ：采用聚苯乙烯泡沫制成的软颗粒，直径在2 - 4mm之间，重量极轻，几乎90%是空气。
- 组装过程 ：将塑料切成两个300mm×30mm的矩形，用缝纫机缝合三边制成袋子，然后装入软颗粒，使袋子松散填充。组装后的结构长300mm，直径20mm。
- 真空设备连接 ：为了去除膜腔内的空气，在套筒开口端连接真空泵。为防止颗粒被吸入真空泵，使用棉织物过滤器，该过滤器不阻碍气流但能阻止颗粒逸出。同时，在机械臂和真空泵之间放置压力计测量真空压力。
2. 实验研究与结果
- 颗粒可变形性实验 ：将聚苯乙烯泡沫球放入固定体积为0.03升的容器中，一端用气密活塞封闭，另一端通过棉织物过滤器连接真空泵。开启泵后，容器内空气被吸出，颗粒开始挤压，活塞向下移动帮助压缩颗粒。实验结果显示，总体积从0.03升减少到0.015升，减少了50%。
- 密度计算 ：通过公式 (q = m/V) 计算密度，其中 (m) 是质量，