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作者：臧家林;李永泽;姜铁薇;赵建文;
单位：核电运行研究(上海)有限公司;哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院;
摘要：核电系统设备内部出现异物时，通常需要移动机器人携带机械手等操作器件执行异物搜寻、抓取或其他处理任务，由于核电设备内部空间狭小，机器人调整姿态的范围受限，因此往往需要机械手具有大范围调姿、被动柔顺变形、适应复杂形状被抓持物的能力和小型化设计，目前还缺少能够满足该类任务要求的机械手。从结构大变形的角度出发，提出一种基于锥形弹簧的线驱动软机械臂抓手。相比于圆柱螺旋压缩弹簧，锥形弹簧结构紧凑，稳定性好，具有承受大载荷和减振特性。首先，分析并设计机械臂躯干(截锥弹簧)的结构参数，并基于形状记忆合金设计了一种末端夹爪；然后，通过Abaqus仿真分析线驱动下截锥弹簧不同安装方式对机械臂运动方式的影响，并通过实验验证了其驱动效果。在此基础上进一步测试了机械臂抓取不同形状和不同硬度物品的能力，包括铜箔、螺钉和纸团，验证了所提出的驱动结构的可行性。研究结果对研发适应狭小障碍环境、多类型目标抓取的柔体机械手具有一定的借鉴意义。
关键词：线驱动;;软体机械臂;;形状记忆合金;;柔性抓手
基金资助：核电运行研究(上海)有限公司企业合作项目(KY-B-21-012-04);; 国家自然科学基金资助项目(52205010)
