A Dexterous Tip-extending Robot with Variable-length Shape-locking
A Dexterous Tip-extending Robot with Variable-length Shape-locking
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一种具有变长形状锁定的灵巧伸尖机器人
DOI：
10.1109/icra40945.2020.9197311
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hawkes, Elliot W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Sicheng;Zhang, Ruotong;Haggerty, David A.;Naclerio, Nicholas D.;Hawkes, Elliot W.
柔软、尖端延伸的“藤蔓”机器人在高度受限的环境中提供了独特的检查和操作模式。出于实用性，希望机器人的远端可以自由操纵，而身体保持静止。然而，在以前的藤蔓机器人中，要么身体的形状在生长后被固定，没有操纵远端的能力，要么整个身体与尖端一起移动。在这里，我们提出了一个形状锁定的概念，使藤机器人只能移动其远端，而身体被锁定在适当的位置。这是通过使用两个不可延伸的、加压的、尖端延伸的腔室来实现的，所述腔室沿着机器人主体的侧面沿着“生长”，从而在它们已经被部署的部分中保持曲率。锁定和自由部分的长度可以通过控制这些腔室的延伸和缩回来改变。我们提出了描述这种形状锁定机制和机器人在自由和约束环境中的工作空间的模型。我们通过实验验证这些模型，显示出增加灵巧的工作空间相比，以前的藤蔓机器人。我们的形状锁定概念可以提高葡萄藤机器人的性能，推进在高度受限的环境中进行检查和操作的软机器人领域。
Soft, tip-extending "vine" robots offer a unique mode of inspection and manipulation in highly constrained environments. For practicality, it is desirable that the distal end of the robot can be manipulated freely, while the body remains stationary. However, in previous vine robots, either the shape of the body was fixed after growth with no ability to manipulate the distal end, or the whole body moved together with the tip. Here, we present a concept for shape-locking that enables a vine robot to move only its distal tip, while the body is locked in place. This is achieved using two inextensible, pressurized, tip-extending, chambers that "grow" along the sides of the robot body, preserving curvature in the section where they have been deployed. The length of the locked and free sections can be varied by controlling the extension and retraction of these chambers. We present models describing this shape-locking mechanism and workspace of the robot in both free and constrained environments. We experimentally validate these models, showing an increased dexterous workspace compared to previous vine robots. Our shape-locking concept allows improved performance for vine robots, advancing the field of soft robotics for inspection and manipulation in highly constrained environments.
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影响因子：
25
作者：
Hawkes, Elliot W.;Blumenschein, Laura H.;Okamura, Allison M.
通讯作者：
Okamura, Allison M.
影响因子：
5.2
作者：
Naclerio, Nicholas D.;Hawkes, Elliot W.
通讯作者：
Hawkes, Elliot W.
静力学：工程力学
影响因子：
4.6
作者：
Ap Boresi;RJ Schmidt;G. Rega
通讯作者：
G. Rega
串联气动人造肌肉（垃圾邮件）和适用于软连续机器人。
DOI：
10.1109/icra.2017.7989648
发表时间：
2017-05
期刊：
IEEE International Conference on Robotics and Automation : ICRA : [proceedings]. IEEE International Conference on Robotics and Automation
影响因子：
--
作者：
Greer JD;Morimoto TK;Okamura AM;Hawkes EW
通讯作者：
Hawkes EW
影响因子：
5.7
作者：
Coad, Margaret M.;Blumenschein, Laura H.;Okamura, Allison M.
通讯作者：
Okamura, Allison M.