过度扭转与盘绕显著增强扭转弦驱动器的应变生成
机器人学
2022-09-26 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
扭转弦驱动器（TSAs）因能以低输入扭矩产生高平移力，在机器人应用中展现出巨大潜力。为 further 促进其机器人应用，在保持柔顺性的同时增强其稳定应变生成极为可取但具挑战性。现有研究主要将规则扭转阶段后的过度扭转与盘绕视为不良的非均匀且不可预测的结、缠绕与盘圈，会形成不稳定且易失效的结构。当能一致形成均匀盘圈时，过度扭转对 TSAs 可良好工作。本研究中，我们在过度扭转的 TSAs 中实现了均匀一致的盘圈形成，大幅提升了其应变。此外，我们探究了在 TSA 中过度扭转时实现均匀盘圈形成的方法，并给出系统“训练”弦的步骤。据作者所知，这是首项针对具有不同刚度的 TSAs 实验研究过度扭转并实现一致均匀盘圈形成的工作。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）弦构成刚性 TSAs，而柔顺 TSAs 由可拉伸导电超盘绕聚合物（SCP）弦实现。研究了各过度扭转 TSA 的应变、力、速度与扭矩。过度扭转与盘绕使刚性 TSAs 产生约 70% 应变，柔顺 TSAs 约 60% 应变。这超过规则扭转所达应变的两倍。最后，该过度扭转 TSA 在机器人肱二头肌中成功演示。
引用
@article{arxiv.2209.11420,
title = {Overtwisting and Coiling Highly Enhances Strain Generation of Twisted String Actuators},
author = {Revanth Konda and David Bombara and Jun Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.11420},
year = {2022}
}