通过手性剪切拉胀结构拓展电动软体机器人的设计空间
机器人学
2021-10-05 v1
摘要
手性剪切拉胀结构（HSA）是一种很有前景的结构，可用于制造具有分布柔顺性的电动机器人，其将电机的旋转和扭矩转换为伸长和力。我们通过关注两个关键设计参数克服了以往在驱动范围、阻塞力和刚度上的限制：HSA拉胀轨迹上能量优先的点，以及沿HSA长度方向的单元数量。将HSA建模为可编程弹簧，我们刻画了这两个参数对阻塞力、最小能量长度、弹簧常数、角度范围和保持扭矩的影响。我们还考察了粘弹性随时间对驱动力的影响。通过改变拉胀轨迹上的点，我们能够制造可推、可拉或两者兼可的驱动器。我们将可能的力范围从5N拓展到150N，刚度范围从2 N/mm拓展到89 N/mm。对于拉胀轨迹上的固定点，我们发现减小长度可提高力输出，代价是需要更高的扭矩以及更短的行程。我们还发现粘弹性效应会随时间限制3D打印HSA可施加的力的大小。
引用
@article{arxiv.2110.00669,
title = {Expanding the Design Space for Electrically-Driven Soft Robots through Handed Shearing Auxetics},
author = {Ian Good and Tosh Brown-Moore and Aditya Patil and Daniel Revier and Jeffrey Ian Lipton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00669},
year = {2021}
}
备注
6 pages+citations, 6 figures, submitted to ICRA 2022