利用机器人系统对螺旋中心线的弹性杆进行自动化稳定性测试
机器人学
2021-12-20 v1
摘要
对可变形物体力学尤其是其稳定性的实验分析需要重复性测试，并且根据物体形状的复杂程度，需要能够操纵物体边界处多个自由度的测试装置。受可变形物体机器人操纵近期进展的启发，本文通过构建一种利用机器人系统对细弹性杆（可变形物体的典型示例）进行自动化稳定性测试的方法来应对这些挑战。我们聚焦于具有螺旋中心线的杆构型，因为螺旋杆的稳定性仅可用三个参数描述，但实验确定其稳定性需要操纵杆一端的位置与朝向，而传统实验方法仅能驱动有限自由度，无法实现这一点。利用近期关于螺旋杆稳定性的几何表征，我们构建并实现了一种探索稳定螺旋空间的操纵方案，并使用视觉系统检测该空间内失稳的发生。我们的自动化测试系统获得的实验结果与螺旋构型弹性杆的数值模拟吻合良好。本文所述方法为实验力学领域中自动化的拓展奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2112.09208,
title = {Automated stability testing of elastic rods with helical centerlines using a robotic system},
author = {Dezhong Tong and Andy Borum and M. Khalid Jawed},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09208},
year = {2021}
}
备注
Supplementary video is available at https://youtu.be/O48iDElWy-8