具备多点感知能力的电致伸缩柔性抓取器设计与性能测试

本研究针对目标抓取与多点压力信息实时感知需求，开发了一种电致伸缩驱动的柔性抓取器。通过分析介电弹性体驱动器（DEA）的驱动原理与薄膜压阻传感器工作机制，成功将传感器阵列集成于DEA表面，实现了对变形与感知性能的系统评估。结果表明：传感器动态灵敏度达12.4?kPa?1，响应/恢复时间分别为147?ms和168?ms；DEA最大弯曲角45°，输出力30 mN；传感器响应受接触结构曲率影响显著。所研制双指柔性抓取器可稳定抓取泡沫与气球，并精准识别表面接触状态，为软体机器人领域提供了重要的技术支撑。

　　

本研究提出了一种具备多点感知能力的电致伸缩驱动柔性抓取器，能够实现目标物体的抓取操作并实时监测多点压力信息。团队深入分析了介电弹性体驱动器（Dielectric Elastomer Actuator, DEA）的驱动机制，并探究了薄膜压阻传感器的工作原理。通过将传感器阵列集成在DEA表面，系统评估了施加电压后DEA的变形特性与传感性能，包括传感器的静态响应特性、动态灵敏度（达12.4?kPa^?1）、响应时间（147?ms）与恢复时间（168?ms）。DEA最大弯曲角度可达45°，最大输出力为30 mN。研究还发现传感器阵列的响应特性受接触结构曲率影响，测试曲率值分别为0、0.0050、0.0067和0.0100?mm^?1。所开发的双指柔性抓取器成功实现了对泡沫块和气球的抓取，并能准确识别表面接触状态。