ハンデッド・シアリング・オーセティクスで電動ソフトロボットの設計空間を拡大
Expanding the Design Space for Electrically-Driven Soft Robots through Handed Shearing Auxetics
HSAのオーセティック軌道上の好ましい点とセル数を設計パラメータとして、ブロック力・剛性・可動域を5N→150N、2N/mm→89N/mmへ拡大し、押し・引き・両用の電動アクチュエータを実現した。
著者: Ian Good, Tosh Brown-Moore, Aditya Patil, Daniel Revier, Jeffrey Ian Lipton
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Handed Shearing Auxetics (HSA) are a promising structure for making electrically driven robots with distributed compliance that convert a motors rotation and torque into extension and force. We overcame past limitations on the range of actuation, blocked force, and stiffness by focusing on two key design parameters: the point of an HSA's auxetic trajectory that is energetically preferred, and the number of cells along the HSAs length. Modeling the HSA as a programmable spring, we characterize the effect of both on blocked force, minimum energy length, spring constant, angle range and holding torque. We also examined the effect viscoelasticity has on actuation forces over time. By varying the auxetic trajectory point, we were able to make actuators that can push, pull, or do both. We expanded the range of forces possible from 5N to 150N, and the range of stiffness from 2 N/mm to 89 N/mm. For a fixed point on the auxetic trajectory, we found decreasing length can improve force output, at the expense of needing higher torques, and having a shorter throw. We also found that the viscoelastic effects can limit the amount of force a 3D printed HSA can apply over time.
関連論文
- 流体興奮性ニューロンのためのエネルギーベースモデリングソフトロボティクス
- 剛体マニピュレータの動きで受動腱駆動ソフト延長部を駆動・制御する手法ソフトロボティクス
- 太陽光で自走するサブグラム級ソフトロボットソフトロボティクス
- データ駆動によるソフトヘリコイドロボットの精密制御ソフトロボティクス
- PneuGen:LLMエージェントによるソフト空気圧ロボットのタスク駆動型協調設計ソフトロボティクス
- 柔軟トランクロボットの動的形状制御ソフトロボティクス
