美国肯尼索州立大学——软体机器人：新型三自由度软体机器人的计算设计、制造和位置控制 | MDPI Machines

本文由美国肯尼索州立大学研究团队发表于MDPI Machines期刊。背景方面，软体机器人因与人体固有顺应性匹配而备受青睐，但传统软串联机械臂存在结构刚度低、阻塞力不足等缺陷。研究目的是设计、制造并控制一种新型三自由度软体并联机器人，以克服上述缺陷，实现安全的人机交互。结论方面，该机器人采用柔性闭环运动链，结合鳍状梁结构软执行器与柔性四杆臂，通过3D打印一体化制造。研究基于恒定曲率假设建立了运动学模型，并利用MATLAB Simscape进行数值仿真验证。实验采用数据驱动的KNN回归与神经网络方法进行逆运动学求解，在开环控制中均方根误差分别降至0.16和0.19，显著优于传统简化模型（误差1.46）；引入闭环PID控制后，两种方法误差均降至0.08。结果表明，该设计有效扩大了工作空间、减少了部件数量，且数据驱动策略在克服模型不确定性方面具有实用性。未来工作将聚焦于鲁棒位置控制及六自由度软体机器人开发。