来源：期刊VIP网 时间：
作者：韩逸峰;曾庆军;杨威威;戴晓强;凌政
单位：1.江苏科技大学自动化学院
摘要：纤维增强软体手兼具优异的柔顺性与环境适配性，在海洋机器人作业、水下精密抓取等领域具备重要应用价值。针对海洋扰动下，软材料强非线性、多指复杂耦合引发的软体手多指异步、力分布不均、抗扰动鲁棒性不足等核心难题，提出融合耦合动力系统自适应力规划（CDS-AFP）的灵巧抓取算法，并搭建仿真与实验平台开展验证研究。首先，基于Neo-Hookean超弹性材料模型，分析并建立软体手力学模型，可精准表征其弯曲变形与力传递特性；其次，设计CDS-AFP控制算法，该算法集成含中间动态层的耦合动力系统、量子粒子群-序列二次规划混合优化及约束修复机制，引入摩擦锥、力-力矩平衡等多约束条件，能自适应海洋扰动与目标特性实现抓取力分布优化；最后，研制气动双螺旋纤维增强软体手及其控制系统，该软体手由形变腔室、底层应变限制层、外围双螺旋凯夫拉纤维增强层构成。Matlab仿真实验结果表明，在抓取圆柱体时，与传统耦合动力系统（CDS）相比，优化算法的约束违反度降低50.3%，摩擦力提升4.0%；与自适应力规划（AFP）算法相比，约束违反度降低50.5%，摩擦力提升8.6%。在抓取球体时，与传统耦合动力系统（CDS）相比，优化算法的约束违反度降低15.8%，摩擦力提升40.9%；与自适应力规划（AFP）算法相比，约束违反度降低3.1%，摩擦力提升32.8%，实现海洋扰动下的稳定抓取。该算法具备良好的协同控制与抗扰动性能，能有效提升双螺旋纤维增强软体手在复杂海洋环境中的抓取稳定性与精准度。
关键词：双螺旋纤维增强软体手;耦合动力系统;自适应力规划;稳定抓取
基金资助：国家自然科学基金资助项目(11574120); 江苏省产业前瞻与共性技术项目(BE2018103)
