摘要
机器人废品分类需要末端执行器能够处理具有高度可变几何形状、硬度、表面状态和泄漏特性的物体。在这种应用中，真空吸盘的性能不能仅基于标称吸力来评估，因为抓取起始、接触适应性、气流条件和循环耐久性是紧密关联的。本文结合数值分析和实验方法，对用于机器人废品分类的弹性体真空吸盘进行了评估。使用计算流体动力学（CFD）、有限元分析（FEM）和对代表性塑料废弃物物体的功能性抓取测试，对七种吸盘配置进行了比较。CFD分析用于评估气流速度和产生的真空度，而FEM模拟则提供了轴向压缩下的应力分布和变形信息。对于选定的吸盘，还利用从FEM模型导出的应力数据，通过专门的Python工具进行了基于耐久性的磨损预测。此外，还使用Hopsan软件分析了由侧通道鼓风机提供的整个真空系统，以评估泄漏敏感性和抓取起始时的压力裕度以及牢固的握持能力。结果显示，吸盘1和2具有最佳的流动性能，但吸盘2在综合性能方面表现最优，它结合了最高的真空度、有限的变形、稳定的抓取性能和可接受的耐久性指标。研究表明，对于选择用于机器人废品分类的真空末端执行器，多标准评估是必要的，尤其是在物体可变形、受污染或密封不完善的情况下。
