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新型機器人控制系統(tǒng)可以更好的控制機器人

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工業(yè)機器人現(xiàn)在被廣泛使用,并且在汽車制造和某些特殊領(lǐng)域中還是必不可少的。傳統(tǒng)的機器人手適合于抓住有固定形狀的硬物,對于具有復(fù)雜形狀或柔軟的物體,是較難抓住或用輕柔的方式實現(xiàn)抓握的。對于機器手指,還需要能適應(yīng)各種物體表面特性,比如干燥或潮濕的。 具有柔軟表面的機器人手指其指尖是可以變化的,因此可以容易的抓住復(fù)雜形狀的物體,因為其手指接觸區(qū)域可以根據(jù)所抓取物體形狀的表面而變大。這種機器手指在抓取柔軟物體方面非常有效; 甚至可以把豆腐抓住。然而,通常,柔軟材料的表面摩擦系數(shù)很高,就使得釋放比較困難,將物體釋放到指定的位置也是非常困難的,尤其是在工作空間非常狹窄的情況下。 由金澤大學(xué)Tetsuyou Watanabe教授領(lǐng)導(dǎo)的小組一直在研究用機器人手指抓取物體的控制技術(shù)。在本研究中,該小組旨在開發(fā)一種摩擦控制系統(tǒng)。該小組使用機器人手的柔軟指尖抓取物體,然后通過注入潤滑劑完成釋放。在該研究中,使用無水乙醇(> 99.5%)作為潤滑劑,因為乙醇在化學(xué)上是安全的并且易于干燥,并且其表面張力低。 如上圖所示,將丁腈橡膠薄膜粘合到指尖的側(cè)面,以形成填充潤滑劑的空間,從而形成“ 流體指尖”。然后粘合硅樹脂以涂覆橡膠膜,硅樹脂的材料是帶有狹縫的硅酮密封膠,其間隔為1.5mm,垂直于負荷方向。在濕條件下引入狹縫可以獲得更大的摩擦并且使?jié)櫥瑒U散。使用這種流體指尖,可以抓住廚房里各種材料的物體,并且證實在施加潤滑劑時,摩擦力確實會減小(見下圖)。在干燥和潮濕的條件下,摩擦力都會降低。 隨后,研究人員用包裝紙盒進行了模擬測試,如下圖所示。從兩側(cè)用兩個流體指尖抓住紙盒。將上述硅樹脂粘合到每個流體指尖。通過在紙箱上放置重物來確認抓握是否牢固。除去重物后,將潤滑劑注入兩個流體指尖,這導(dǎo)致紙箱在相當短的時間內(nèi)(小于2.5秒)向下滑動,從而完成紙箱包裝任務(wù)。這說明,高摩擦的硅樹脂粘合到流體指尖,并且注入潤滑劑(這里用的是無水乙醇)減少了摩擦。因此,通過在不移動指尖的情況下控制摩擦來實現(xiàn)將物體釋放和放置在指定位置。 在該研究中,證實了通過注入適當?shù)臐櫥瑒┛梢钥刂凭哂懈吣Σ亮Φ能洷砻媪黧w指尖的物體抓取。當時,進行更多條件下的實驗也是有必要的,以便將該技術(shù)應(yīng)用于制造場景中。盡管如此,這項研究也是實現(xiàn)工作自動化的一個進步,例如,在狹窄空間中抓取和釋放物體。

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