下载文档原格式
北京航空航天大学科技成果——气动软体抓持装置成果简介柔性是生物体本质而普适的重要属性。
绝大部分生物都具有柔软的组织，这些生物依靠自身柔性，能够高效、和谐地与自然界交互。
“软体”的机器人也能像生物体一样，主动或被动地改变自身形状、刚度和运动，从而更加安全高效地与环境交互。
传统柔性铰链原理的机器人是依靠多个微小刚性单元的连接以及弹簧等刚性元件的使用来达到“柔性”的目的，但控制方式与传统刚性机器人没有本质的区别，故这类机器人虽然在一定程度上解决一些刚性机器人存在的问题，依旧有其局限性，依然应该划分于“刚性”机器人的范畴。
本项目研发了一种基于软体材料和气动控制的气动软体抓持装置，以代替传统机械手执行末端进行高效而安全的作业。
本项目手指设计为叠层排布的褶皱式柔性结构体，通过向手指内部的通道进行充气或吸气，从而实现手指向外弯曲或者向内弯曲的姿态变形，抓起和释放球状、片状、立方体状、锥刺表面以及各种复杂外形的实体，并且可以抓起于自身重量3倍的物体的物品。
与刚性机器手相比，本项目没有类似刚性机器手的连杆、铰链和电机等结构上的限制，没有复杂的控制系统，在抓持易碎、形状复杂的工件时具有不可替代的优势。
在未来的空间站小型机械臂作业，工业生产线以及医疗康复等领域具有潜在的应用前景。
技术描述及优势本项目突破了常规机构和控制方法的限制，采用了软体材料（杨氏模量小于1MPa），通过气动控制方式来控制软体手指的运动，实现了制造工艺和驱动方式的创新。
气动软体机械手采用软体材料浇铸而成，整体呈现出足够的柔性；其外形、气腔经过合理的设计，具备很好的性能，在与人和工件的交互中有很好的实用性和安全性。
气动软体抓持装置的控制采用气动方式，通过单片机来控制阀的状态，使气腔能够自如地充气和放气，实现气动软体机械手的不同姿态运动。
本项目研发的手指，通过气动控制方式来实现向内弯曲运动或者向外弯曲运动。
向内弯曲时，通过调节向气动软体机械手中充气的气压来调节手指的弯曲程度，来达到抓取不同重量物体的目的；向外弯曲时，通过对气动软体机械手抽真空来实现，这是传统机械手乃至人体手指不能完成的动作，这个特殊的运动方式能够使得气动软体抓持装置能够抓取的物体的体积范围大大增加，大大的提高了其在生产生活中的适应性。
末端执行器的设计末端执行器（End effector）是机器人系统中的最后一部分，它连接到机器人臂的末端，负责与环境进行交互和完成特定任务。
末端执行器的设计对于机器人的性能和功能起着至关重要的作用。
本文将探讨末端执行器的设计原则、常见类型以及相关应用。
1.末端执行器的设计原则：a.功能性：末端执行器应能够实现所需的任务。
不同的任务可能需要不同的末端执行器设计，如抓取器、钻头、喷涂器等。
b.灵活性：末端执行器应具备适应性和灵活性，可以适应不同的工件形状和尺寸，并能完成不同的操作。
c.高精度：末端执行器应具备高精度和稳定性，以确保任务能够以准确的方式完成。
d.安全性：末端执行器设计应考虑安全因素，以防止误操作或对人员和环境造成伤害。
2.常见类型的末端执行器：a.机械手爪：机械手爪是最常见的末端执行器之一，具备可调节的爪状结构，可以通过夹爪抓住和释放物体。
机械手爪可以根据抓取对象的形状和尺寸进行调整。
b.吸盘：吸盘末端执行器使用真空或气流来固定和释放物体。
它适用于平面或光滑工件的抓取任务，如玻璃板、金属板等。
c.刀具：刀具末端执行器可以用于加工、切割和打磨任务。
它们可以是旋转刀具、磨石或剪切器等。
d.喷嘴：喷嘴末端执行器用于涂覆、喷涂和喷射任务。
它们可以是喷枪、喷嘴或涂装墨斗等。
3.末端执行器的相关应用：a.工业自动化：末端执行器在工业自动化中广泛应用。
例如，机器人装配线上的机械手爪可以用来抓取和放置零件，以实现自动化装配。
b.医疗领域：末端执行器可以用于手术机器人和康复机器人中。
例如，手术机器人的末端执行器可以用于精确的手术操作，康复机器人的末端执行器可以用于辅助患者进行康复训练。
c.服务机器人：末端执行器可以用于服务机器人中，用于抓取和搬运物体，如无人送餐机器人或清洁机器人。
d.农业领域：末端执行器可以用于农业机器人中，用于收割、种植和灌溉等任务。
总结：末端执行器的设计在机器人系统中起着重要的作用。
浙江理工大学学报，2021，45(3): 328-334Journal of Zhejiang Sci-Tech UniversityDOI： 10. 3969/j.issn.l673-3851(n).2021. 03.006常用硅胶材料软体气动夹爪夹持性能的仿真研究谢业平，李红军(浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州310018)摘要：硅胶作为气动夹爪的软体材料，其对夹爪的夹持性能有直接影响。
采用有限元数值仿真方法对4种常 用桂胶材料的气动夬爪进行夹持性能分析，探究Ecoflex 00-30、Ecoflex 00-50、Dragon skin 10和Dragon skin 30材料 的影响。
通过单轴拉伸试验测定硅胶材料的变形特性；采用不同的本构模型对材料参数进行拟合，判断每种材料最适合的本构模型，并采用拉伸仿真实验验证数值模型的准确性，得到4种硅胶材料的最适本构模型；通过仿真分析，得到充气压力与夹爪弯曲角度和指尖力之间的关系。
仿真结果表明：夹爪随着充气压力增加，弯曲角度和指尖力也逐渐变大的关系；在相同气压作用下，Ecoflex 00-30产生的弯曲最大，具有最大的指尖力，而Dragon skin 30弯曲的 角度最小，具有最小的指尖力。
由此得到了不同力学性能的硅胶材料对软体气动夹爪夹持性能的影响，为后续材料选择提供依据。
关键词：软体气动夹爪；夹持性能；单轴拉伸；本构模型；仿真中图分类号：T H47 文献标志码：A文章编号：1673-3851 (2021) 05-0328-07The simulation of the clamping performance of soft pneumaticgrippers made of common silicone materialsX IE Yeping，L I Hongjun(Faculty of Mechanical Engineering & Automation, Zhejiang Sci-TechUniversity, Hangzhou 310018, China)Abstract：As a kind of soft materials for pneumatic gripper, silicone has a direct impact on the clamping performance of the gripper. The finite element numerical simulation method is used to analyze the clamping performance of pneumatic grippers made of 4 kinds of common silicone materials, and the influence of Ecoflex 00- 30, Ecoflex 00-50, Dragon skin 10 and Dragon skin 30 is explored The characteristics of silicone materials are measured by a uniaxial tensile test, and different constitutive models are used to fit the material parameters. The most suitable constitutive model for each material is judged, and the accuracy of the numerical model is verified through a tensile simulation experiment. The most suitable constitutive models for 4 kinds of silicone materials are obtained Through a simulation analysis, the relationship between inflation pressure, bending angle and fingertip force of the gripper is derived. The simulation results show that the relationship between the bending angle and fingertip force of the gripper gradually increases as the inflation pressure increases. Under the same air pressure, Ecoflex 00-30 has the largest bending angle and fingertip force, while Dragon skin 30 has the smallest bending angle and fingertip force. Thus, the effect of silicone materials with different mechanical properties on the clamping performance of soft pneumatic grippers is obtained, which provides a basis for subsequent selection of materials.Key words：soft pneumatic gripper；clamping performance；uniaxial tension；constitutive model；simulation收稿日期：2020— 11 —13 网络出版日期：2021—02 — 04基金项目：浙江省基础公益研究计划项目（LG】21E050001)作者简介:谢业平（1994一），男，江西吉安人，硕士研究生，主要从事软体机器人方面的研究。
《采摘机器人末端执行器设计与抓取特性研究》一、引言随着科技的进步和农业现代化的推进，采摘机器人成为了提高农业生产效率和减少人工成本的重要工具。
而末端执行器作为采摘机器人的核心部分，其设计和抓取特性直接影响着机器人的工作效率和准确性。
因此，对采摘机器人末端执行器设计与抓取特性的研究具有重要的现实意义。
二、采摘机器人末端执行器设计1. 设计要求与目标采摘机器人末端执行器设计需满足以下要求：适应不同形状和大小的果实，确保抓取的稳定性和准确性，同时要保证轻便、耐用和低能耗。
设计目标是通过精确的机械结构和智能控制系统，实现自动化、高效化的果实采摘。
2. 结构设计末端执行器主要由夹持机构、驱动机构和控制机构三部分组成。
夹持机构负责与果实接触并实现夹持动作，驱动机构提供夹持动作的动力，控制机构则负责整个执行器的控制与协调。
其中，夹持机构的设计是关键，需根据果实的形状和大小进行定制化设计。
3. 材料选择执行器的材料选择需考虑其强度、耐磨性、耐腐蚀性以及轻量化等因素。
常用的材料包括高强度合金、工程塑料等。
此外，为保证执行器的耐用性，还需对关键部件进行表面处理，如喷涂防腐漆等。
三、抓取特性研究1. 抓取稳定性研究抓取稳定性是评价末端执行器性能的重要指标。
通过优化夹持机构的结构和材料，以及合理设置夹持力的大小和方向，可提高抓取的稳定性。
此外，还可通过引入视觉系统和力觉传感器，实现精确的定位和力控制，进一步提高抓取的稳定性。
2. 抓取速度与效率研究为提高采摘机器人的工作效率，需对末端执行器的抓取速度与效率进行研究。
通过优化驱动机构的传动方式和控制策略，可实现更快的夹持动作和更高的工作效率。
同时，结合智能控制算法，可实现多任务并行处理和优化调度，进一步提高机器人的工作效率。
四、实验与分析为验证设计的合理性和抓取特性的有效性，我们进行了大量的实验和分析。
实验结果表明，优化后的末端执行器能够适应不同形状和大小的果实，具有较高的抓取稳定性和工作效率。
空间大型末端执行器柔性绳索捕获动力学研究荣吉利;辛鹏飞;诸葛迅;杨永泰;项大林【摘要】针对绳索式末端执行器缠绕及捕获卫星过程中的动力学问题,采用绝对节点坐标方法描述横观各向同性柔性绳索的缠绕运动,及卡尔丹角描述刚体卫星的姿态运动,并引入绳索与目标间的非线性动力学模型,建立包含末端执行器固定环和旋转环、绳索及被捕获卫星抓杆在内的刚柔耦合动力学模型.结合广义α法以及工程上常用的Scaling技术,利用Matlab开发了计算程序,实现动力学方程的高效精确数值求解.计算结果表明:此模型能较好地模拟柔性绳索缠绕及捕获卫星的过程,同时给出捕获过程中卫星姿态的变化及绳索的运动和受力情况,为实际工程中捕获机构的设计和试验提供一定的参考依据.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)009【总页数】8页(P1730-1737)【关键词】航空、航天科学技术基础学科;捕获动力学;柔性绳索;卫星姿态;刚柔耦合;绝对节点坐标方法【作者】荣吉利;辛鹏飞;诸葛迅;杨永泰;项大林【作者单位】北京理工大学宇航学院力学系,北京100081;北京理工大学宇航学院力学系,北京100081;北京航天动力研究所,北京100076;中国科学院泉州装备制造研究所,福建泉州362000;北京理工大学宇航学院力学系,北京100081【正文语种】中文【中图分类】V414.1随着航天技术的发展，在轨服务技术已成为航天高科技领域的一个研究热点，而机械臂末端执行器对目标载荷的成功捕获是其中的关键，也是我国载人航天三期工程正在大力发展的内容之一。
这一技术的研究，直接影响着我国空间站的长期工作性能以及往返运送货物和宇航员的成本、安全问题，对于我国力求在2020年前后建成大型空间站的目标具有重大现实意义。
基于轻质原则，捕获机构可采用国际空间站上使用的柔性绳索缠绕捕获技术［1-3］。
图1为空间机械臂捕获卫星简易示意图。
对于绳索式末端执行器捕获动力学的研究难点主要有两方面:一是微重力环境下具有大柔性、大变形特性的绳索建模困难；二是捕获过程中复杂的非线性接触碰撞力较难描述。
收稿日期:2002-10-28 修订日期:2002-11-20作者简介:周泉(1978-),男,浙江工业大学机电学院2000级硕士研究生,研究方向:智能控制。
⊥综 述⊥柔性气动执行器的研究现状和趋势周 泉,张立彬,杨庆华,阮 建(浙江工业大学机电学院,浙江 杭州310014)摘 要:介绍了当前各种柔性气动执行器的研究背景、结构原理和最新研究进展,并对其发展趋势作了进一步的展望。
关键词:柔性气动执行器;FM A ;PM A ;气动人工肌肉中图分类号:TH138151 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(2003)01-0058-04Advance and Prospect of R esearch on Flexible Pneum atic ActuatorsZH OU Quan ,ZH ANGLi 2bin ,Y ANG Qing 2hua ,RUAN Jian(College o f Mechanical Engineering ,Zhejiang Univer sity o f Technology ,Hangzhou 310014)Abstract :In this paper ,the advance of current research on flexible pneumatic actuator is presented by elaborating the researchbackground ,structures and principles and recent progress.The prospect of flexible pneumatic actuator is als o discussed.K ey w ords :flexible pneumatic actuator ;F M A ;P M A ;pneumatic artificial muscle1 前 言进入20世纪90年代以来,一般功能的传统工业机器人的应用趋向饱和,而智能机器人获得了较为迅速的发展。
经支气管诊疗机器人设计及其柔性末端执行器位姿研究
张艳平;姜洁;付治国;姜晓宇;王泊鸥
【期刊名称】《工程设计学报》
【年(卷),期】2024(31)3
【摘要】经呼吸道活检是肺结节诊断中较为常见的手术,但由于呼吸道疾病存在传染风险以及手动操作时关节受限等,医工结合的诊疗方式逐渐成为发展趋势。
为实现柔性体在支气管腔道内复杂弯曲动态环境下灵活运动、精准定位与稳定介入,采用主从协同式远程控制机器人机构设计,模拟传统手术中医生的操作习惯,设计并搭建能够操控支气管镜、活检钳的集成机构原理样机,以实现经支气管进行微创诊疗的双器械协同操控。
然后,基于Cosserat杆理论,利用MATLAB软件对机器人柔性末端执行器的力-位映射关系、位姿和工作空间进行仿真求解,并通过实验分析机器人柔性末端执行器在经支气管的远程微创活检手术中的真实位姿以及机器人的实际运行效果,验证了仿真结果的准确性。
研究结果可为经自然腔道活检术的多器械协同控制提供理论基础。
【总页数】13页(P319-331)
【作者】张艳平;姜洁;付治国;姜晓宇;王泊鸥
【作者单位】辽宁工程技术大学机械工程学院;中国科学院深圳先进技术研究院医疗机器人与微创手术器械研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TH777
【相关文献】
1.基于UKF的机器人末端执行器位姿实时估算方法
2.采摘机器人柔性末端执行器抓取策略研究
3.关节间隙对机器人末端执行器位姿误差的影响
4.基于IGCF算法和CSF-PPSO-ESN算法的工业机器人末端执行器位姿重复性检测
5.基于数据驱动的冗余机器人末端执行器位姿控制方案
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于气动柔性驱动器的球果采摘末端抓持器鲍官军;张水波;陈亮;杨庆华【摘要】为实现球果的安全、可靠采摘,基于气动柔性驱动器(FPA)设计了球果采摘末端执行器,主要由3个FPA驱动的手指和基座构成.建立了手指指端在基座坐标系内的运动学方程,分析了末端抓持器在任意姿态下进行球果抓握的力学过程,建立了球果抓持数学模型.实验结果表明,所设计的球果采摘末端执行器可对成熟球果进行任意姿态的抓握,建立的数学模型可用于实际的采摘过程控制.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2013(044)005【总页数】5页(P242-246)【关键词】采摘机器人;末端执行器;气动柔性驱动器【作者】鲍官军;张水波;陈亮;杨庆华【作者单位】浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,杭州310032;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,杭州310032;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,杭州310032;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,杭州310032【正文语种】中文【中图分类】TP241引言果实采摘季节性强、时间短、劳动强度大、费用高，是水果生产整个周期中最耗时、最费力的一个环节。
目前果实采摘基本上还是人工作业，自动化程度低、时效性差、易损伤果实，并且采摘费用占成本的33% ～50%［1］。
故进行农业果实的自动化采摘设备研制是非常有必要的。
由于一般农业果实较为脆弱或敏感，并且形状各异、生长环境相对复杂，因此农业果实采摘末端抓持器/执行器的设计通常被认为是农业机器人研制的核心技术之一［2］。
国内外的果蔬采摘末端执行器基本都是刚性的机械手指结构，为保护目标果实，在刚性手指内侧设置柔性衬垫［3 ～20］。
但即便如此，由于抓持力检测及控制上的困难，其使用过程中依然可能对果实造成损伤。
文献［21］提出了完全由气动柔性驱动器(Flexible pneumatic actuator，FPA)作为手指设计的自适应柔性末端执行器，虽然安全性和适应性好，但是其刚度明显不足。
万方数据１２２农业工程学报２００９焦图２气动柔性扭转关节结构Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｎｅｕｍａｔｉｃｆｌｅｘｉｂｌｅｔｏｒｓｉｏｎｊｏｉｎｔ柔性末端执行器主要由１个气动柔性扭转关节和３个气动柔性弯曲关节构成，扭转关节作为腕部，３个弯曲关节均安装在扭转关节转盘上，作为手指部分，如图３所示。
图３柔性末端执行器结构Ｆｉｇ．３Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅｅｎｄ－ｅｆｆｅｃｔｏｒ向扭转关节充入一定压力的压缩气体，关节转过一定的角度，并带动手指部分旋转；向弯曲关节充入压缩气体，３个弯曲关节同时向内弯曲，实现夹持、抓握等动作。
２数学模型柔性末端执行器的数学模型即作为腕部的扭转关节的数学模型和作为手指的弯曲关节的数学模型。
２．１手指结构的基本数学模型手指在输出力矩为零的情况下，其内腔压力与弯曲角度的关系为【１５】厶，ＩＡＰｒｂ３＋６哦％２ｔｂ一如２ＡＰ２矿一２０ｎ２ＡＰＥｂｒｂ５ｔｂ一３６冗２昂２ｒｂ４岛２一石——————五酝ｉｊ瓦广———一（１）式中：己６一曲关节长度；付ｑ曲关节半径；卜弯曲关节弹性模量；卜弯曲关节壁厚；舻＝尸一‰，卜弯曲关节内腔气体压力，只栅——大气压力；卜关节弯曲角度。
２．２腕部结构的数学模型腕部在输出力矩为零的情况下，两ＦＰＡ内腔气体压力与腕部扭转角度关系为㈣ａ＝卢４Ｅｅｔ＇巧一，］（２）式中：ａ——关节扭转角度；Ｅ——扭转关节弹性模量；矗——扭转关节壁厚；＿——扭转关节半径；卜腕部关节初始转角。
３抓持模式分析根据柔性末端执行器手指的运动特点，可以把它的抓持模式分为两种：抓握和夹持。
抓握，即３个手指的腹部适应并紧贴目标物体，如同人手抓握鸡蛋、乒乓球等物体；夹持，即由３个手指的指尖夹住目标物体，依靠指尖与物体之间的摩擦力克服物体重力实现抓取。
３．１夹持模型柔性末端执行器夹持模型是由３个手指的指尖配合夹紧目标物体，可以对目标物体实现较为精准的操作。
在理想情况下，柔性末端执行器的３个手指的结构、特性完全一致，充入３个弯曲关节的压缩气体压力完全相等，那么３个手指之间对于目标物体的夹持力的作用点呈１２００对称分布，并且力的大小完全相同。
基于上述理想状况的描述对柔性末端执行器夹持模型进行受力分析，如图４所示。
假设抓取目标为规则的刚性圆柱体，３个手指的指端皆为刚性半球体，则各指端与目标物体为点接触。
图中只画出１个手指与目标物体接触受力的状态，Ｄ为该手指弯曲所形成的弧的圆心，由图４所示的几何关系可得一厶（３）ＯＢ：生【３）００ＯＡ＝争一Ｒ＋Ｒｇ＋％（１一ｃｏｓ００）（４）％式中：厶——作为爪指的弯曲关节的橡胶管初始长度；酿——三指手爪夹持目标物体时，爪指的弯曲角度；心——目标物体的半径。
图４柔性末端执行器夹持模型Ｆｉｇ．４Ｇｒｉｐｐｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅｅｎｄ·ｅｆｆｅｃｔｏｒ在直角三角形△ＯＡＢ中有万方数据万方数据万方数据第１０期鲍官军等：气动柔性末端执行器设计及其抓持模型研究１２５按表Ｉ给定的柔性末端执行器参数，对抓握模型中目标重力及半径变化对手指内腔压力的影响进行了仿真研究，结果如图８、图９所示。
与夹持模型一样，目标物体重量的增加与所需要的手指内腔压力成线性关系，但是图８中直线的斜率明显小于图６中直线的斜率，也即抓握模型下，目标重力对手指内腔压力的影响没有夹持模型下的影响大；目标物体半径的增大，导致手指弯曲角度减小，所以需要的内腔压力也相应减小，而平衡正压力Ⅳ的△Ｐ，在开始阶段增幅很小，在目标半径＆增大到２７栅以后，凹’增幅加大，所以目标半径疋对手指内腔的压力尸的影响表现为如图９所示的曲线。
表Ｉ柔性末端执行器仿真参数Ｔａｂｌｅ１Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｆｌｅｘｉｂｌｅｅｎｄ－ｅｆｆｅｃｔｏｒＯ．３６∞Ｏ．３４＝善。
．３２趟蓑０．３０靶悱０．２８０．２６０２４６８１０目标物体重力Ｇ，Ｎ图８抓握模型目标物体重力一压力曲线Ｆｉｇ．８Ｗｅｉｇｈｔ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｆｏｒｈｏｌｄｉｎｇｍｏｄｅｌ１０１２１４１６１８２０２２２４２６２８３０目标物体半径恐／ｍｍ图９抓握模型目标物体半径一压力曲线Ｆｉｇ．９Ｒａｄｉｕｓ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｃｕｒｖｅｆｏｒｈｏｌｄｉｎｇｍｏｄｅｌ４．２试验分析取半径为２３ｉｎｌｌｌ的圆柱目标进行试验，以验证建立的抓持模型。
试验结果与仿真结果的比较如图１０所示。
图ｌ１为柔性末端执行器抓取试验的照片。
由试验结果可知，抓取给定质量的目标物体所需要的手指内腔压力大于理论模型计算结果，重力越大，二者的差距也越大。
误差产生的原因为：１）理论计算中静摩擦系数取０．２，而试验中手指末端为铝材、圆柱目标表面材料为光洁塑料，实际摩擦系数小于０．２；２）理论模型建立在理想条件之上，而末端执行器样机３个手指之间难免存在位置不对称、输出力不平衡等因素，造成所需内腔压力增大；３）末端执行器３个手指内腔气体采用电气比例阀控制，手指内腔压力存在微幅调整波动，为了实现稳定抓取，势必需要增大手指内腔的气体压力。
叟奄·Ｒ出鬟长姆协００．４０．８１．２１．６２．Ｏ目标物体霞力Ｇ／Ｎ图１０柔性末端执行器试验与仿真比较Ｆｉｇ．１０Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｆｌｅｘｉｂｌｅｅｎｄ－ｅｆｆｅｃｔｏｒａ．抓取圆柱目标ｂ．抓取球状目标图１１柔性末端执行器抓取试验照片Ｆｉｇ．１１Ｐｈｏｔｏｓｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅｅｎｄ—ｅｆｆｅｃｔｏｒｇｒａｓｐｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ另外，柔性末端执行器抓取球状目标的抓握模式不仅仅取决于自身的结构，还与抓取对象的直径大小有关。
如图１ｌｂ所示，当目标直径较大时，柔性末端执行器实现抓握主要依靠手指与目标之间的多点接触压力和摩擦力。
３．２节的抓握模型建立在３个手指的指端与球体接触的假设基础上，该模型也仅适用于符合这一假设的抓握过程。
图１ｌｂ所示的抓握形式将在后续的复杂目标几何建模、抓握多点接触作用力分析和自适应抓取控制中进行详细研究。
５结论１）提出了安全性高的柔性末端执行器，由气动柔性弯曲关节和气动柔性扭转关节组成，具有功率／质量比大、柔顺性高、安全性及适应性好等特点，适用于农业采摘机器人等领域的应用研究；７６５４３２Ｏ０Ｏ０Ｏ０５４３２１ＯＯＯ０Ｏ０万方数据万方数据气动柔性末端执行器设计及其抓持模型研究作者：鲍官军， 高峰， 荀一， 都明宇， 杨庆华， Bao Guanjun， Gao Feng， Xun Yi， Du Mingyu， Yang Qinghua作者单位：浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室,杭州,310032刊名：农业工程学报英文刊名：TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERING年，卷(期)：2009，25(10)引用次数：0次1.Edan es G E Design of a robotic melon harvester 1993(2)2.Kondo N.Monta M.Fujiura T Fruit harvesting robots in Japan 1995(1/2)3.Ceres R.Pons J L.Jimnez A R Design and implementation of an aided fruit-harvesting robot (Agribot) 1998(5)4.Edan Y Design of an autonomous agricultural robot 1995(1)5.Kutz L J Robotic transplanting of bedding plants 1987(3)6.Monta M.Kondo N.Ting K C End-effectors for tomato harvesting robot 1998(12)7.Ling P.Ehsani Reza.Ting K C Sensing and end-effector for a robotic tomato harvester 20058.Kollenburg Crisan van L M.Werkhoven C.Wennekes P Development of a mechatronic system for automatic harvesting of cucumbers 19979.Reeda J esa S J.Butlera J Automatic mushroom harvester development 2001(1)10.Kondo N.Ting K C Robotics for bio-production systems 199811.Iida M.Furube K.Namikawa K Development of watermelon harvesting gripper 1996(3)12.陆怀民林木球果采集机器人设计与试验 2001(6)13.张立彬.杨庆华.鲍官军气动柔性弯曲关节 200614.张立彬.杨庆华.沈建冰气动柔性扭转关节 200415.Zhang Libin.Bao Guanjun.Yang Qinghua Static model of flexible pneumatic bending joint 200616.张立彬.鲍官军.杨庆华气动柔性扭转关节静态模型 2008(7)1.期刊论文马履中.杨文亮.王成军.陈修祥.薛城.林钰珍.刘爱荣.Ma Lvzhong.Yang Wenliang.Wang Chengjun.Chen Xiuxiang.Xue Cheng.Lin Yuzhen.Liu Airong苹果采摘机器人末端执行器的结构设计与试验-农机化研究2009,31(12)针对目前国内外已开发的果蔬采摘末端执行器存在的不足,结合采摘苹果的具体实际,提出了一种苹果采摘机器人末端执行器.其本体结构主要由夹持机构、切割机构、气动系统和传感控制系统等组成,并制造了样机,其机械本体质量只有1.3kg.在试验室里进行了采摘苹果试验,结果表明:该末端执行器采摘方案合理有效,总体性能可满足机器人采摘苹果的要求,采摘一个苹果只需2.3s,对于采摘其他球状果实具有一定的通用性.2.期刊论文李秦川.胡挺.武传宇.胡旭东.应义斌.Li Qinchuan.Hu Ting.Wu Chuanyu.Hu Xudong.Ying Yibin果蔬采摘机器人末端执行器研究综述-农业机械学报2008,39(3)从果蔬采摘的特点出发,综述了国内外各种果蔬采摘机器人末端执行器的研究现状及特点,指出末端执行器的通用性与系统成本、使用成本之间的矛盾是制约采摘机器人发展与应用推广的关键难题.提出将欠驱动多指手作为果蔬采摘机器人的末端执行器,同时分析了欠驱动多指手国内外研究现状,并从欠驱动多指手的机构特点、抓取模式和综合成本等方面说明了这一思路的可行性.3.学位论文张正伟机器人末端执行器力控制研究2005本文第一章阐述了机器手的发展现状，列举了机器手控制的四种方案。
