控制精度達毫米級 新型軟機械手打開精準控制新方案
【化工儀器網 行業百態】機械手是工業機器人的一種重要形式，也是較早出現的現代機器人技術之一。其定義并不復雜，簡單的說就是通過編程控制，借助機械之間的活動結構，完成各種預期的作業。而實際運行中，工作的過程也多是在模擬人手的一些動作或者是動物的一些行為，如抓取、旋轉、抬升等。
而在機械手這個大類中，有一個比較特殊的子類——軟體機械手。這是一個近年來廣泛引起關注的新興機械技術。與傳統機械手相比，他更傾向于，模擬自然界中具有柔軟性和身體順應性的生物系統組織，如章魚觸手、象鼻等。這也賦予此類機械手在操作精度、靈活性、容錯率上的優勢。考慮到軟體機械手的主要制造材料為軟質材料(如硅膠、PDMS、橡膠等)，因此其技術許多時候基于結構設計的合理性及材料的柔軟性和可變形性。就在最近，哈爾濱工業大學在軟體機械手領域收獲了關鍵性突破，成功實現了毫米級精密運動控制。
據悉，哈爾濱工業大學團隊成功研制出了新型TSM軟機械手。該機械臂的驅動結構由首次提出的鮑登管和電纜肌腱組成的復合肌腱和氣驅錐形波紋管緊湊集成設計，實現了優異的可變剛度范圍。此外，研究團隊還采取了基于深度學習方法與閉環迭代反饋控制器結合的控制策略，進一步提升了軟機械手運動控制的精密度。
而在實際的測試環節中，機械手在遙操作控制下成功完成了越障抓取操作，并且驗證了其在人手干擾下沿平面跟蹤軌跡的任務能力，展現出了毫米級控制精度和對外部擾動的自適應性。此外，該技術同樣為軟機械手設計與控制提供了新的解決途徑和發展思路。
而從應用的角度來說，軟體機械手憑借其優勢本就在醫療、農業、工業、軍事等領域有著廣泛的應用和廣闊的前景，相信哈工大的成果只是一個開始。隨著材料科學、傳感技術和控制算法的不斷進步，未來，軟體機械手將更加智能化、精準化和多樣化，為更多領域帶來革命性的變革。并且伴隨著成本的進一步降低，這項實用性技術也應該會逐漸進入我們的生活，給我們帶來便利與樂趣。
本文參考資料來源：哈爾濱工業大學新聞網
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