作品名稱：變剛度超冗余繩驅智能柔性機械臂
學校名稱：山東理工大學
參賽隊伍：機器人小隊
參賽學生：高玉明 呂浩 劉力源
指導老師：牟宗高
作品簡介：變剛度機械臂比傳統剛性機械臂有更多的自由度，這使得它具有極高的靈活性，非常適合在高度受限的環境下工作。利用柔性機械臂的極大靈活性和超冗余性，設計出了一種捕捉功能失調衛星預的機械臂。具體地說，柔性機械手類似于大象的鼻子，將其整個身體包裹在所抓住的失功衛星上形成一個包圍圈，從而抑制目標衛星的運動。即使失調衛星即使與超冗余機械手發生意外碰撞，也無法逃脫超冗余機械手形成的包圍圈。柔性機械臂能夠更好的適應環境，當受到外界沖擊后，其自身也不會產生大的傷害。
采用機-臂分體式設計如圖17所示，將機械臂與電機驅動部分分離，機械臂可單獨伸長和彎曲。分體式設計可以避免電機驅動部分進入干擾性、腐蝕性、潮濕的環境，保護電機驅動部分的安全性。機械臂由繩索驅動可進入水中或腐蝕性強的溶液中進行一系列的抓取等操作。
面向復雜環境和狹小工作空間，如機器、鍋爐空間、槽罐、貨艙、供電線、水管道通過的狹窄空間、雙底艙、隔離艙、陰溝、探井、管道或由于缺氧而存在著有毒氣體和沒有安全通道的小空間。這類工作環境，空間狹小、危險性高，不適合人員進入，易發生危險，傷害人身安全。剛性機械臂體積大、運動笨重，無法進入此類環境，因此變剛度機械臂體積小、運動靈活、自由度高的特點十分適合復雜環境和狹小空間的工作。
由于變剛度機械臂由繩索驅動，通過絲杠拉動繩索的伸長和縮短。采用導程為1mm的絲杠，即電機轉動一圈，繩索變化量為1mm。通過力-位混合控制的電機，最小控制量可達0.01mm，控制精度極高。
變剛度特性，智能柔性機械在進行柔順抓捕時可將接觸力控制在許可范圍內，柔性抓捕需要繩驅機械臂具有優秀的變剛度特性，更好的控制運動位姿，減小位姿誤差并將接觸力控制在許可范圍之內，減少或避免對繩驅機械臂和抓捕目標的意外損壞。
詳細設計參數與變剛度控制方式見說明書：說明書.pdf
