Самоадаптирующиеся механизмы
Самоадаптирующиеся механизмы , иногда просто называемые адаптивными механизмами в инженерии , представляют собой недостаточно активируемые механизмы , которые могут адаптироваться к окружающей среде. Одними из самых известных примеров механизмов этого типа являются пальцы с недостаточным приводом, захваты и роботизированные руки . В отличие от стандартных механизмов с недостаточным приводом, где движение определяется динамикой системы, движение самоадаптирующихся механизмов обычно ограничивается податливыми элементами, хитроумно расположенными в механизмах.
Механизмы с недостаточным приводом имеют меньшее количество исполнительных механизмов, чем число степеней свободы (DOF) . В двумерной плоскости механизм может иметь до трех степеней свободы (два перевода, один оборот), а в трехмерном евклидовом пространстве - до шести (три перевода, три вращения). В случае самоадаптирующихся механизмов недостаток исполнительных механизмов компенсируется пассивными элементами, ограничивающими движение системы. Хорошим примером таких элементов являются пружины , но в зависимости от типа механизмов могут использоваться и другие.
Одним из самых ранних примеров самоадаптирующегося механизма является машущее крыло, предложенное Леонардо да Винчи в Атлантическом кодексе . [1]
Первым широко известным пальцем с недостаточным приводом был Soft-Gripper, разработанный Шигео Хиросе в конце 1970-х годов. [2] Наиболее распространенными механизмами передачи, используемыми в самоадаптирующихся руках, являются связи и сухожилия. [3]
Недостаточно задействованные пальцы и руки обычно анализируют с точки зрения их кинетостатики (незначительная кинетическая энергия, статический анализ движущегося механизма), а не динамики системы, поскольку кинетическая энергия этих систем, как правило, незначительна по сравнению с потенциальной энергией , запасенной в пассивные элементы. Силы, прикладываемые каждой фалангой недостаточно задействованного пальца, можно вычислить с помощью следующего выражения:
