深海潛水器軟體仿生抓手結構設計中期檢查報告一、論文進展情況1.已完成了對軟體仿生抓手設計的部分資料的收集與整理工作，通過圖書館館藏書籍、學術數據庫以及互聯網學術資源等渠道，共獲取參考文獻30余篇，并對其中的5篇核心文獻進行了深入研讀與分析。2.在研究方法的確定上，根據課題的性質與目標，選擇了實驗法與案例分析法。3.已基本了解論文整體框架與撰寫步驟，完整的論文包括摘要、關鍵詞、引言、正文、結論與展望、參考文獻等主要章節。二、已解決的問題確定抓手的結構特征。爪數與材料選擇表1不同柔性材料對比高分子材料智能材料軟物質材料復合材料液態金屬材料硅膠聚氨酯熱塑性彈性體(TPE)電活性聚合物(EAP)形狀記憶合金(SMA)和形狀記憶聚合物(SMP)水凝膠彈性泡沫柔性導電材料嵌入式纖維增強材料鎵基合金特征柔軟、彈性高、生物相容性好、耐熱性強彈性良好，耐磨，機械強度適中易加工，可反復變形對電場敏感，可作為人工肌肉使用能夠在加熱或刺激下恢復初始形狀柔軟、可變形，能吸收大量水分，生物相容性強輕質、可壓縮兼具柔性和導電性結合了柔性和結構強度低熔點、高導電性、可變形應用用于制作柔性關節、抓取器、人工肌肉等用于柔性執行器和傳感器適用于柔性傳感器和可變形結構用于驅動器和執行器用于柔性驅動裝置用于仿生機器人和醫療機器人用于吸能結構和柔性支撐件用于柔性電子和傳感器用于需要高強度的柔性機器人部分用于柔性電路和自修復組件表2不同爪數特征對比特性三爪四爪五爪抓取力較低中等高穩定性較低中等高適用物體圓形、對稱物體矩形、不規則物體大型、不規則物體結構復雜度簡單中等較復雜制造成本低中等高自定心性強較弱弱根據以上表格對比以及抓取深海文物的需求，采用三爪結構仿生人手抓取動作，在三只爪指處采用硅膠軟體材料，以便能更好的抓取不同的物體。（2）驅動方式的對比與選擇表3驅動方式對比驅動方式原理優點缺點應用場景氣動驅動氣壓變化響應快，輸出力大，結構簡單需氣源，管路復雜，能源效率低柔性抓手、仿生機器人液壓驅動液體不可壓縮性輸出力大，控制精度高系統復雜，易泄漏，不適合輕量化需求醫療康復設備、工業抓取器電機驅動電機通過連桿或齒輪機構驅動成熟技術，控制簡單不適合高柔性需求工業柔性機器人熱驅動加熱驅動材料形變或膨脹結構簡單，適合柔性結構熱響應速度慢，耗能較高熱敏仿生器件、柔性機器人部件因在深海環境工作，故選取液壓驅動。（3）抓取重量范圍海底文物的質量1kg以上雖然很多，但是考慮到水的浮力影響，以及根據所查資料，抓手的夾持力度在1kg左右。確定硅膠的制作方法。由于硅膠可以進行AB配比制作，可以通過不同的配比得到不同柔軟程度的硅膠。表4硅膠AB配比類型配比類型特點用途常見應用場景1:1操作簡單，固化速度中等固化后無副產物模具硅膠、食品級硅膠、灌封膠手辦模具制作、食品模具、電子元件灌封保護10:1對配比精度要求高，固化時間較長，易于調整操作時間縮合型硅膠、工業模具硅膠雕塑翻模、填縫劑、工業結構件密封5:1操作時間較長，穩定性高，適合中等規模工業級模具硅膠、仿生應用中型模具制作、柔性機器人部件20:1固化速度慢，適合大體積硅膠制品大件模具制作、仿生部件大型雕塑模具、機器人抓取部件3:1適用于快速固化場景，粘度較低，流動性好快速成型硅膠模型制作、快速翻模50:1配比精確，專用性強高性能硅膠、技術領域特制品科研、高科技制造硅膠的制作過程：首先將A和B兩種硅膠均勻混合，接著將其放入真空箱中，并且通過真空泵抽取液態硅膠內部的氣泡，接著將混合的液態硅膠均勻的倒入3D打印好的抓手模具中，待硅膠穩定填充滿后，將其放入干燥箱中加熱，待硅膠完全成型后將柔性外層從模具中取出。三、遇到的困難1.因需要在深海工作，需要進行深海測試，測試條件較為困難；模型建立以及仿真分析方法的運用還不夠熟練，須加緊練習；實驗室的實驗環節存在一定的困難；在論文撰寫過程中，各章節之間的邏輯連貫性還需進一步加強，使論文整體論述更加嚴謹、完整且富有邏輯性。四、后續工作計劃1.接下來的7周內，集中精力完成論文資料收集工作，進行結構建模和結果分析，進行實驗，收集到數據進行初步整理檢查數據的完整性和準確性，為后續數據分析做好充分準備。2.利用剩余時間進行所需軟件與論文寫作相關的技能，在2月初前完成對模型仿真分析，并根據分析結果繪制相關圖表和撰寫分析報告，初步總結研究發現。3.在論文撰寫方面，每周安排至少3天的時間進行寫作，按照先完善研究結果，再回頭優化引言和理論基礎部分，最后撰寫結論與展望章節的順序，逐步推進論文初稿的完成，確保在3月初前提交