Torsion Resistant Strain Limiting Layers Enable High Grip Strength of Electrically-Driven Handed Shearing Auxetic Grippers

要約

ソフト グリッパーは、多くの物体をうまく持ち上げて操作する強力な能力を実証しています。
広く普及する上での主な制限は、物体が掴みから滑り落ちてしまうため、より大きな積載量を掴むことができないことです。
当社は、ねじり剛性歪み制限層 (TR-SLL) を導入することで、この制限を克服しました。
これにより、グリッパーの柔らかさと面内の柔軟性を維持しながら、面外の曲がりが軽減されます。
シミュレーションと実験を使用して、ソフトグリッパーの歪み制限層と手動せん断補助 (HSA) アクチュエータの設計空間を特徴付けます。
HSA に TR-SLL を組み込むことで、HSA グリッパーを 1 桁で作成できるようになります。
当社のTR-SLL HSAグリッパーを使用すると、1kgを超える可搬質量のピンチ把握が可能になることがわかりました。
TR-SLLを使用した積載時は5kgの吊り上げ能力を発揮します。
また、ピークのピンチ把握力が 5.8 N、ピークの平面ケージ力が 14.5 N であることも実証しました。最後に、一連の 43 個の YCB オブジェクトで TR-SLL グリッパーをテストします。
37 個のオブジェクトで成功を示し、重要な機能を示しています。

要約(オリジナル)

Soft grippers have demonstrated a strong ability to successfully pick and manipulate many objects. A key limitation to their wider adoption is their inability to grasp larger payloads due to objects slipping out of grasps. We have overcome this limitation by introducing a torsionally rigid strain limiting layer (TR-SLL). This reduces out-of-plane bending while maintaining the gripper’s softness and in-plane flexibility. We characterize the design space of the strain limiting layer and Handed Shearing Auxetic (HSA) actuators for a soft gripper using simulation and experiment. The inclusion of the TR-SLL with HSAs enables HSA grippers to be made with a single digit. We found that the use of our TR-SLL HSA gripper enabled pinch grasping of payloads over 1 kg. We demonstrate a lifting capacity of 5 kg when loading using the TR-SLL. We also demonstrate a peak pinch grasp force of 5.8 N, and a peak planar caging force of 14.5 N. Finally, we test the TR-SLL gripper on a suite of 43 YCB objects. We show success on 37 objects demonstrating significant capabilities.

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