This article presents the design, fabrication, modeling, and preliminary tests of a bloodworm-inspired soft gripper for universal grasping. The gripper was designed and fabricated based on a toy called water snake wiggly (WSW). The toroidal WSW can evert itself inside-out or outside-in, just like a bloodworm everting its teeth outside to hunt and inside to feed. By driving a WSW rolling itself outside-in to wrap around the items, a bloodworm-inspired gripper was achieved with a flexible and passive form-fitting grasp. To enhance the capability of the gripper, two alternative detachable modules were added to the gripper—a vacuum suction cup for handling objects with smooth nonporous surfaces and an end-needle for taking in and expelling noncorrosive liquids like a syringe. We analyzed the working principles of the gripper and derived the relationship between the gripper's holding force and the objects' scale. Preliminary experiments with a motor-driven gripper prototype were conducted to verify its performance. The experimental results conform well with our theoretical analysis and also indicate the gripper's good universal grasping capacity and reliability in handling a wide range of objects with different surface shapes, geometric dimensions, and stiffness. In addition, the gripper has the unique abilities to pick more than one object during a maneuver, grasp multiple objects in a row without releasing the former ones, and even grasp powdered objects. These have presented a challenge for the existing robotic grippers.

中文翻译：

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用于通用适应性抓取的仿生软吞咽夹具

本文介绍了一种受红虫启发的通用抓取软夹具的设计、制造、建模和初步测试。抓手的设计和制造基于一种名为水蛇摆动 (WSW) 的玩具。环形 WSW 可以由内向外或由外向内外翻，就像红虫将牙齿外翻捕猎而内翻觅食一样。通过驱动 WSW 从外向内滚动以包裹物品，一个受红虫启发的抓手通过灵活和被动的贴合抓握实现。为了增强夹具的能力，夹具中添加了两个替代的可拆卸模块 - 一个用于处理具有光滑无孔表面的物体的真空吸盘和一个用于吸入和排出非腐蚀性液体（如注射器）的末端针。我们分析了夹持器的工作原理，得出了夹持器的夹持力与物体尺寸的关系。对电机驱动的夹持器原型进行了初步实验，以验证其性能。实验结果与我们的理论分析非常吻合，也表明该夹具在处理具有不同表面形状、几何尺寸和刚度的各种物体时具有良好的通用抓取能力和可靠性。此外，抓手具有独特的能力，可以在机动过程中抓取多个物体，连续抓取多个物体而不释放前一个物体，甚至可以抓取粉末状物体。这些对现有的机器人夹持器提出了挑战。对电机驱动的夹持器原型进行了初步实验，以验证其性能。实验结果与我们的理论分析非常吻合，也表明该夹具在处理具有不同表面形状、几何尺寸和刚度的各种物体时具有良好的通用抓取能力和可靠性。此外，抓手具有独特的能力，可以在机动过程中抓取多个物体，连续抓取多个物体而不释放前一个物体，甚至可以抓取粉末状物体。这些对现有的机器人夹持器提出了挑战。对电机驱动的夹持器原型进行了初步实验，以验证其性能。实验结果与我们的理论分析非常吻合，也表明该夹具在处理具有不同表面形状、几何尺寸和刚度的各种物体时具有良好的通用抓取能力和可靠性。此外，抓手具有独特的能力，可以在机动过程中抓取多个物体，连续抓取多个物体而不释放前一个物体，甚至可以抓取粉末状物体。这些对现有的机器人夹持器提出了挑战。在处理具有不同表面形状、几何尺寸和刚度的各种物体时，具有良好的通用抓取能力和可靠性。此外，抓手具有独特的能力，可以在机动过程中抓取多个物体，连续抓取多个物体而不释放前一个物体，甚至可以抓取粉末状物体。这些对现有的机器人夹持器提出了挑战。在处理具有不同表面形状、几何尺寸和刚度的各种物体时，具有良好的通用抓取能力和可靠性。此外，抓手具有独特的能力，可以在机动过程中抓取多个物体，连续抓取多个物体而不释放前一个物体，甚至可以抓取粉末状物体。这些对现有的机器人夹持器提出了挑战。