33、柔性机构与双向软机器人手指驱动机制的研究与应用

柔性机构与双向软机器人手指驱动机制的研究与应用

1. 非对称切口挠曲铰链

挠曲铰链有多种形式，也可以呈现为非对称形式，即切口仅位于关节中性轴的一侧。在这种非对称带切口的挠曲铰链领域，有一种有趣的关节类型脱颖而出——带底切切口的挠曲铰链。它与普通底切关节在几何形状上的唯一区别在于，这种关节无法呈现为对称形式。

最初，将挠曲铰链最薄的部分放置在刚体机构的关节处，对于采用这种关节设计的柔顺机构而言，效果并不理想。但经过进一步分析发现，这种挠曲铰链有一个新的有利特性，与之前提到的挠曲铰链相比十分突出。这个特性排除了挠曲铰链几何形状作为提高柔顺机构精度的因素，而是通过改变挠曲铰链相对于关节初始设定位置的位置来实现柔顺机构的改进。

2. 带底切挠曲铰链的罗伯茨 - 切比雪夫同源柔顺机构

基本的罗伯茨 - 切比雪夫柔顺机构在相关研究中有所提及。本次研究采用了相同的模型生成原理，针对第一篇同源罗伯茨 - 切比雪夫柔顺机构进行设计。为了突出底切挠曲铰链在机构平面内的运动，设计时通过在固定支撑（图 2 中的支撑 A0 和 B0）处放置带有半圆形切口的基本对称挠曲铰链，来抵消其他影响。底切挠曲铰链则建模在关节 A1 和 B1 处，这些关节在几何设计上与支撑 A0 和 B0 处的关节参数尺寸相同（切口最薄部分的厚度相同）。不将底切挠曲铰链放置在支撑 A0 和 B0 位置的原因是，它们应放置在允许运动的位置，这对后续分析很重要。而且，如果将这种挠曲铰链放置在这些位置，会与机构的初始设计有较大偏差。

对底切挠曲铰链在 X 方向（图 2 中表示为 DS_GM1X 和 DS_GM2X）和 Y 方向（图 2 中表示为 DS_GM1Y 和 DS_GM2Y）的位移进行了参数