一种基于 IMU 的力估计轻量化模块化连续体机械臂
机器人学
2022-11-23 v1
摘要
大多数空中机械臂采用串行刚性连杆设计，这导致在操纵接触初始时产生较大作用力，并可能引起飞行稳定性困难。连续体机械臂的柔顺性有望改善这一局限。为实现该目标，我们提出了一种用于无人机的紧凑、轻量、模块化缆驱连续体机械臂的新颖设计。随后我们推导了其运动学、静力学与刚度(柔顺性)的完整建模框架。该建模框架可指导机械臂集成至无人机时的控制与设计问题。此外，借助所推导的刚度(柔顺性)矩阵，并利用低成本 IMU 传感器捕获变形角，我们提出了一种估计机械臂末端操纵力的简便方法。我们报告了硬件原型的初步实验验证，为其操纵可行性提供了见解。我们还报告了基于 IMU 的力估计方法的初步结果。
引用
@article{arxiv.2211.11874,
title = {A Lightweight Modular Continuum Manipulator with IMU-based Force Estimation},
author = {Guoqing Zhang and Qianwen Zhao and Long Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.11874},
year = {2022}
}
备注
12 pages, submitted to ASME Journal of Mechanisms and Robotics 2022, under review. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2206.06246