预成型藤蔓机器人的构型与制造
机器人学
2023-06-05 v1
摘要
藤蔓机器人是一类通过顶端外翻实现生长的软体连续体机器人，使其能够在无需依赖环境反作用力的情况下移动其顶端。这些机器人由织物及薄而柔韧的塑料等柔性材料构成，借助流体压力可生长至原始长度的许多倍。它们可通过在部署前改变自身身体结构，被机械编程/预成型以在生长过程中沿期望路径前进。我们提出了一种用于制造具有离散弯曲的预成型藤蔓机器人的模型。我们将该模型应用于三种制造方法与两种材料的组合。其中一种制造方法——将折叠处用胶带固定在机器人本体上——来自已有文献；另外两种方法——焊接折叠处和连接嵌入机器人本体中的紧固件——则是新颖的。测量结果表明所得藤蔓机器人能够沿期望路径运动，并显示出制造方法有显著影响。结果包括低至 0.12 度的弯曲角度误差，以及低至 0.36 mm 的段长误差。这些预成型藤蔓机器人所需的生长压力和平均生长速度分别介于 11.5 至 23.7 kPA 和 3.75 至 10 cm/s 之间。这些结果验证了预成型藤蔓机器人在已知路径上部署的可用性，并可作为依据任务具体需求选择制造方法与材料组合的指南。
引用
@article{arxiv.2306.01166,
title = {Configuration and Fabrication of Preformed Vine Robots},
author = {Nathaniel Agharese and Allison M. Okamura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.01166},
year = {2023}
}