15、模块化折纸关节操作器的性能评估与改进探索

模块化折纸关节操作器的性能评估与改进探索

1. 实验评估指标

1.1 拉力传递效率

拉力传递效率通过计算力比（输入力/输出力）来评估。在实验中，假设尖端力为达到的最大力。通过绘制尖端力与拉力负载的关系图（如图所示），可以直观地观察拉力传递的情况。

1.2 目标定位精度

为了测量目标定位精度，在管的外部粘贴了三个不同面积的圆圈。红色圆圈表示设备接触的区域。实验仅使用这三个圆圈来测量设备的精度，且未包含钻头。结果显示，设备在较大面积上具有更好的定位效果，而在较小面积上定位精度下降。

2. 实验改进方案

2.1 增加钻头及相关测量

在进行测试时可以加入钻头。或者，将光纤插入模块化折纸关节操作器（MOJO）设备的一个管腔中，在光纤起始端照射激光源，使光从一端传输到另一端，从而确定光纤击中的目标。使用不同面积的目标，测量目标中心与钻头之间的距离（代表与设定目标的偏差），并绘制散点图来展示偏差情况。

3. 设备验证

3.1 重复性

从相关图表可知，基于气动方法的平均偏转角为 72.3 度，而基于肌腱驱动方法的平均偏转角为 87.9 度。为了实现高效钻孔，钻头与气管内壁之间必须有足够的接触面积和稳定的接触。最大接触面积可认为在 90 度时出现，此时钻头能够传递最大的力。由于肌腱驱动方法的偏转角更接近 90 度，因此具有更好的接触面积。

3.2 绝对偏差

测量指标	气动方法	肌腱驱