[00108540]基于折纸技术的柔性机器人
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技术详细介绍
成果简介：
近年来，机器人技术发展迅速，机器人的应用领域也从传统的工业制造行业逐渐向其它行业扩展。机器人不再局限于传统工业生产的结构化环境中，而是逐渐从封闭的工作空间中解放出来进入非结构化环境中。传统刚性机器人受到自由度和主要部件材料的限制，其较难适应非结构化的环境。软体机器人是一种新型柔软机器人，依靠连续柔性变形来实现运动，由于连续体机器人可在任意部位产生柔性变形，所以具有很强的避障能力，能够更好地适应非结构环境，与人类的交互也更安全。柔性铰链同样具有优秀的弯曲性能，并且具有无摩擦、无噪音、无需组装等优点。将柔性铰链作为连续体的基关节，通过一系列的基关节串联可以形成一个柔性连续体机器人。为了进一步缩减柔性铰链的制作工艺，提出一种利用折纸技术制作柔性铰链的方法。与传统柔性机器人相比，基于折纸技术的柔性机器人的结构更加紧凑，制作成本更低，控制方式也更为简便。
成熟程度及推广应用情况：
目前处于何种研发阶段：☒研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☐产业化；
样机：☒有 ☐无
已投入成本：目前已经投入成本 2 万元以上，已经完成了柔性机器人整体结构的设计及优化。
推广应用情况：本技术已经完成了研发的原理和原型机试制，并在建成整个机器人系统，机器人已经实现了预期的工艺目标。
期望技术转移成交价格（大概金额）：根据具体项目设备配置需求，项目经费约在 5-10 万之间。
技术优势：
1. 缩减机器人的制造成本。
同传统柔性机器人相比，基于折纸的柔性机器人是由薄板折叠而成，极大的节省了制造机器人所需要的原材料。薄板类材料只需要使用激光切割或者线切割技术，不需要使用高端的机床及加工中心，极大的节省了加工费用。
2. 简化了机器人的装配过程。
基于折纸的柔性机器人没有传统的刚性关节，全部依靠柔性片段的弹性变形实现。折纸技术的引入使得机器人不需要进行组装，只需要简单的折叠即可完成，这种制作方式很大程度上简化了机器人的装配过程。
3. 提升人机交互的安全性。
基于折纸的柔性机器人全部采用柔性关节进行连接，这样大大提高了机器人与人交互过程中的主被动安全性。柔性材料的引入使得机器人不需要复杂的算法及控制系统就能实现安全的人机交互。
性能指标：
1. 小型化。柔性机构的引入简化了机器人的制作过程，并且几乎不需要任何人工组装，因此基于折纸的柔性机器人的尺寸可以做到微小型化。
2. 精度高。基于折纸的柔性机器人没有任何的刚性部件，完全依靠柔性材料的弹性变形实现运动，其不存在任何机械间隙及摩擦，所以机器人可以实现很高的运动精度。
市场分析：
介入式医疗手术、机器人的末端执行器、非结构化的人机交互等环境。
经济效益分析：
通过折纸技术和柔性机构制作柔性机器人，可以降低机器人的制作成本和储存成本。
1. 减少原材料的使用，与传统加工方式相比，材料去除率大大降低，并且去除部分可以二次利用。
2. 机器人可以以薄板形式储存，极大的节约了储存空间，降低仓储成本。
成果亮点：
技术先进性：基于折纸的柔性机器人可以通过简单的折叠即可完成制作，极大的简化了机器人的制作过程；柔性机构的引入很好的保证了机器人的运动精度，同时提升了人机交互的安全性。
