Leveraging Geometry to Enable High-Strength Continuum Robots.
Leveraging Geometry to Enable High-Strength Continuum Robots.
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DOI：
10.3389/frobt.2021.629871
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发表时间：
2021
影响因子：
3.4
通讯作者：
Rucker C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Childs JA;Rucker C
开发高强度连续体机器人可能具有挑战性，而不影响机器人的整体尺寸，设计的复杂性和运动范围。在这项工作中，我们将探讨如何连续体机器人的负载能力，可以大大提高通过骨干设计和收敛驱动路径路由的组合。我们提出了一种菱形图案的骨干结构，由薄壁板组成，可以通过3D打印轻松制造，并具有高剪切和扭转刚度，同时允许弯曲。然后，我们探讨的效果相结合的并行和收敛的驱动路径路由及其对连续体机器人强度的影响。实验确定的顺应性矩阵生成的直，平移和弯曲配置的分析和讨论。一个机器人驱动平台的构建，以证明这些设计选择的适用性。
Developing high-strength continuum robots can be challenging without compromising on the overall size of the robot, the complexity of design and the range of motion. In this work, we explore how the load capacity of continuum robots can drastically be improved through a combination of backbone design and convergent actuation path routing. We propose a rhombus-patterned backbone structure composed of thin walled-plates that can be easily fabricated via 3D printing and exhibits high shear and torsional stiffness while allowing bending. We then explore the effect of combined parallel and converging actuation path routing and its influence on continuum robot strength. Experimentally determined compliance matrices are generated for straight, translation and bending configurations for analysis and discussion. A robotic actuation platform is constructed to demonstrate the applicability of these design choices.
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