纤维增强弹性体包覆执行器（FREEs）的分析与控制

Soheil Habibian

纤维增强弹性体包覆执行器（FREEs）的分析与控制

机器人学 2021-12-28 v2

作者: Soheil Habibian

摘要

尽管刚性机器人已广泛应用于各种场景，但其在可执行任务方面存在局限，且在人机近距离交互中可能存在安全隐患。相比之下，软体机器人在多个方面超越了刚性机器人的能力，例如与工作环境的兼容性、自由度、制造成本以及与环境的安全交互。本论文研究纤维增强弹性体包覆执行器（FREEs）作为一种可用于软体机械臂的软体气动执行器的行为。建立了一个动态集总参数模型，用于模拟单个 FREE 在不同工况下的运动，并为控制器设计提供依据。所提出的 PID 控制器利用旋转角度控制末端执行器的朝向，确定 FREE 对给定阶跃输入或轨迹跟踪多项式函数的响应。此外，采用有限元分析方法，结合 FREEs 固有的非线性材料特性，精确评估其各项参数与构型。该工具还用于确定模块中多个 FREEs 的工作空间，该模块本质上是软体机械臂的构建单元。

关键词

软体机器人气动执行器纤维增强弹性体包覆执行器 PID 控制集总参数模型有限元分析工作空间

引用

@article{arxiv.1912.07380,
  title  = {Analysis and Control of Fiber-Reinforced Elastomeric Enclosures (FREEs)},
  author = {Soheil Habibian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07380},
  year   = {2021}
}

备注

Master's Thesis, Department of Mechanical Engineering, Bucknell University, 2019. Version of Record can be found at https://digitalcommons.bucknell.edu/masters_theses/229/

纤维增强弹性体包覆执行器（FREEs）的分析与控制

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关键词

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