采取折紙構(gòu)造設(shè)計(jì)的機(jī)械手臂面對兩個困難：難以蒙受外力、難以輕松啟動。韓國首爾國立年夜學(xué)的研討人員應(yīng)用變剛度的概念開辟了一種新型機(jī)械手臂，經(jīng)由過程可折疊鎖扣這一癥結(jié)設(shè)計(jì)有用戰(zhàn)勝了這些成績。該機(jī)械人手臂可以用單根線轉(zhuǎn)變外形，進(jìn)步了折紙構(gòu)造的適用性，而且手臂分量輕，可以像主動雨傘一樣折疊并延長，還可以敏捷變得堅(jiān)固。

　　可變剛度機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)道理源于薩魯斯直線活動機(jī)構(gòu)（Sarrus linkage），研討人員設(shè)計(jì)了開鎖和閉鎖形式：起首，手臂的每一個單位由頂層和底層兩個方面、四條桿鏈構(gòu)成，個中每一個桿鏈均由兩條支鏈構(gòu)成，并經(jīng)過三個銜接點(diǎn)銜接到頂層和底層（圖A），雷同長度的支鏈可以確保構(gòu)造平整折疊（圖B-C）。為包管手臂構(gòu)造的變剛度請求，須要設(shè)計(jì)一個鎖扣。經(jīng)由過程在構(gòu)造外部楔入一個鎖扣，可以有用完成構(gòu)造的睜開與折疊。閉鎖形式 ：當(dāng)鎖扣在閉鎖地位時（圖D），支鏈沒法折疊，閉鎖機(jī)制限制了折疊模塊的自在度，并晉升了模塊全體的剛度。開鎖形式：當(dāng)鎖扣在開鎖地位時（圖F），鎖扣扭轉(zhuǎn)了90°，與另外一正面重合，此時對構(gòu)造施加垂直的力，鎖扣與重合面分歧平折，將多個該單位構(gòu)造自上而下組合，構(gòu)成了可變剛度機(jī)械手臂。經(jīng)由過程應(yīng)用該道理，分量小于30g的折疊構(gòu)造（尺寸為40mm×40mm×100mm）可蒙受跨越12kg的壓力載荷。另外一方面，鎖扣可以輕松解鎖，而且該構(gòu)造僅需經(jīng)由過程用一個很小的力拉一根單線便可完成折疊。

　　無人機(jī)的搭載情況對分量和尺寸有著極其嚴(yán)厲的限制，采取可折疊機(jī)械手臂可以使其優(yōu)勢最年夜化。在一次實(shí)驗(yàn)中，無人機(jī)睜開機(jī)械手臂，勝利在水渠內(nèi)拾取物體。當(dāng)機(jī)械手臂閑置時，會折疊平放以堅(jiān)持機(jī)體靈活性，便于騰飛和著陸。可變剛度機(jī)制還可運(yùn)用于如極地、戈壁、水下和太空等極端情況中其他類型的機(jī)械人和構(gòu)造。

　　固然柔性機(jī)械人在靈巧活動方面有很年夜的優(yōu)勢，然則它們的局限性也很顯著，即蒙受高負(fù)荷會發(fā)生變形。這類機(jī)械手臂采取變剛度技巧，兼?zhèn)淞藙傂院腿嵝詸C(jī)械人的長處。機(jī)械手臂可以在不應(yīng)用時折疊平放，而且在需要時可以變硬。另外，手臂由堅(jiān)韌的防扯破織物復(fù)合資料和經(jīng)由特別處置的強(qiáng)力PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）薄膜組合而成，適用性強(qiáng)。研討人員表現(xiàn)，這類機(jī)械手臂有助于在狹小空間完成對目的的探測和抓取。