采取折纸构造设计的机械手臂面对两个困难：难以蒙受外力、难以轻松启动。韩国首尔国立年夜学的研讨人员应用变刚度的概念开辟了一种新型机械手臂，经由过程可折叠锁扣这一症结设计有用战胜了这些成绩。该机械人手臂可以用单根线转变外形，进步了折纸构造的适用性，而且手臂分量轻，可以像主动雨伞一样折叠并延长，还可以敏捷变得坚固。
可变刚度机械手臂的设计道理源于萨鲁斯直线活动机构（Sarrus linkage），研讨人员设计了开锁和闭锁形式：起首，手臂的每一个单位由顶层和底层两个方面、四条杆链构成，个中每一个杆链均由两条支链构成，并经过三个衔接点衔接到顶层和底层（图A），雷同长度的支链可以确保构造平整折叠（图B-C）。为包管手臂构造的变刚度请求，须要设计一个锁扣。经由过程在构造外部楔入一个锁扣，可以有用完成构造的睁开与折叠。闭锁形式 ：当锁扣在闭锁地位时（图D），支链没法折叠，闭锁机制限制了折叠模块的自在度，并晋升了模块全体的刚度。开锁形式：当锁扣在开锁地位时（图F），锁扣扭转了90°，与另外一正面重合，此时对构造施加垂直的力，锁扣与重合面分歧平折，将多个该单位构造自上而下组合，构成了可变刚度机械手臂。经由过程应用该道理，分量小于30g的折叠构造（尺寸为40mm×40mm×100mm）可蒙受跨越12kg的压力载荷。另外一方面，锁扣可以轻松解锁，而且该构造仅需经由过程用一个很小的力拉一根单线便可完成折叠。
无人机的搭载情况对分量和尺寸有着极其严厉的限制，采取可折叠机械手臂可以使其优势最年夜化。在一次实验中，无人机睁开机械手臂，胜利在水渠内拾取物体。当机械手臂闲置时，会折叠平放以坚持机体灵活性，便于腾飞和着陆。可变刚度机制还可运用于如极地、戈壁、水下和太空等极端情况中其他类型的机械人和构造。
固然柔性机械人在灵巧活动方面有很年夜的优势，然则它们的局限性也很显著，即蒙受高负荷会发生变形。这类机械手臂采取变刚度技巧，兼备了刚性和柔性机械人的长处。机械手臂可以在不应用时折叠平放，而且在需要时可以变硬。另外，手臂由坚韧的防扯破织物复合资料和经由特别处置的强力PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）薄膜组合而成，适用性强。研讨人员表现，这类机械手臂有助于在狭小空间完成对目的的探测和抓取。
