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作者：李振龙;郭亚琳;宋海云;张梦瑶;吕黄珍;何亚凯;赵丹;杜志龙;
单位：中国农业机械化科学研究院集团有限公司;农业农村部农产品加工装备重点实验室;中国包装和食品机械有限公司;
摘要：针对因食品物料的形状和特性差异较大，食品生产线物料更换频繁，导致其分拣的自动化水平不足、效率及安全性不高的问题，提出一种面向食品物料分拣及搬运的自适应掌位气动软体机械手。基于分段常曲率假设与虚功原理，建立软体手指弯曲变形的数学模型，探究驱动气压和弯曲弧度之间的关系；通过对软体手指进行流固耦合分析，探究其在压力作用下的变形情况；采用D-H(Denavit-Hartenberg,D-H)法对软体手指进行运动学建模，结合蒙特卡洛法对其工作空间进行分析；使用3D打印技术结合平板印刷法完成实物制作，并制定抓取策略，进行验证试验。结果表明，软体机械手单侧机构可变行程为27 mm；在0.04 MPa压力的作用下，软体手指的最大变形为104.15 mm，最大等效应力为0.535MPa，弯曲弧度为0.791 rad；软体手指整体工作空间的最大抓取范围为245 mm，最大抓取质量为571.78 g。研究为软体机械手在食品物料分拣中的应用提供理论依据。
关键词：软体机械手;;结构设计;;流固耦合;;工作空间;;抓取研究
基金资助：国家重点研发计划项目（2022YFD2100305）
