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作品名称：应用于无菌实验的柔性力反馈机械臂
学校名称：郑州科技学院
参赛队伍：刚柔并济
队伍编号：229193
参赛学生：马新玉周冉冉袁倩南
指导老师：刘琼张晓莹
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

在生物医学、制药等领域的无菌实验中，传统操作高度依赖人工，不仅步骤繁琐、效率低下，还极易引入污染，导致样本损坏或交叉感染，严重影响实验安全性与数据准确性。现有自动化设备多为刚性机械臂，难以适配玻璃器皿等易损实验器材，且无法实现全流程无菌化操作。
本团队设计的“柔性力反馈机械臂”正是为解决上述痛点而生。它集成了柔性夹爪、力反馈控制与无菌化结构设计，可在超净工作台内实现全封闭、全流程的自动化实验操作。研究人员只需在外部通过力反馈示教控制器进行拖动示教，机械臂即可在内部同步执行操作，并自动记录轨迹与力度，实现高效、精准、可重复的无菌实验流程。
项目核心创新包括,专用柔性夹爪系统：采用TPU材质3D打印制成，具备高生物相容性与耐消杀性，可稳定抓取烧杯、培养皿、移液管等多种实验器皿，并实现微开盖、精准移液等精细动作。全封闭无菌化机械臂：通过流线型一体化结构、内置电机线路、外覆医用硅胶外衣等设计，彻底消除消杀死角，确保机械臂在紫外线、化学药剂等多种灭菌环境下长期稳定运行。双向力反馈示教控制器：突破传统摇杆或编程控制方式，实现“所见即所得”的直观操作。控制器可实时反馈机械臂受力，帮助研究人员精准控制操作力度，适用于不同样本与实验流程。
该机械臂系统不仅提升了无菌实验的自动化水平与操作安全性，更打破了传统机械臂在生物实验中的应用壁垒，为生命科学、疫苗研发、细胞培养等领域提供了全新的智能化解决方案。