仿生机器人太空当“捕手”

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近日,天津大学现代机构学与机器人学中心康荣杰副教授团队研发出一款新型连续体仿生机器人,其刚柔并济的设计像一只灵巧的手臂。目前,该成果已初步应用于空间非合作目标捕获的研究,有望成为一名出色的太空“捕手”,处理失效卫星和太空碎片。

据了解,连续体机器人是一种形如象鼻、章鱼触须等软体生物的新型仿生机器人,具有极强的结构柔顺性和环境适应性,无需配备复杂的传感系统,便可在未知环境下执行避障探索等动作。天大此次研发的新型连续体仿生机器人,可控制本体结构产生主动弯曲或根据环境变化发生被动变形。在视野盲区,还可利用安装在机器人末端的摄像头和机械手绕过障碍物对目标进行抓取。

为提高其柔性结构的负载能力,研究团队在机器人内部设计了由记忆合金驱动的刚度调节机构。机器人达到预定操作位置后,可将驱动丝与约束盘相对锁定,进而提高机器人的刚度,使其从“柔”变“刚”。此外,研究团队首次提出了利用机器人内部几何约束关系求解高冗余柔性机构大范围变形的建模理论,实现了依靠位置输出进行精确“力-位置”耦合控制的创新。据了解,该成果未来还可应用于灾难环境救援、航空发动机探修等特殊场景。

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