Mechanical Characterization of Compliant Cellular Robots. Part I: Passive Stiffness
Mechanical Characterization of Compliant Cellular Robots. Part I: Passive Stiffness
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顺应性蜂窝机器人的机械特性。
DOI：
10.1115/1.4054615
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Dollar, Aaron M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Singh, Gaurav;Nawroj, Ahsan;Dollar, Aaron M.
模块化主动单元机器人(MACRO)是一种将大量的线性驱动器和被动柔顺关节组装在一起形成具有重复单元的主动结构的设计方法。这种网格状机器人结构可以实现大变形、大变形。在这篇由两部分组成的论文中，我们使用有限元分析(FEA)来模拟不同宏观网格拓扑的变形行为，并评估它们的被动和主动力学特性。在第一部分中，我们给出了不同宏观网格的被动刚度特性。在本文的第二部分中，我们研究了平面宏观网格的主动应变特性。使用有限元分析，我们量化和比较了针对宏观网格拓扑的特定选择以及在该特定网格中驱动的执行器的特定选择所产生的应变。我们模拟了一系列基于网格内执行器的角方向的驱动模式，并表明这些驱动模式导致的变形与网格的大小无关。我们还表明，存在这样的激励模式的子集，其跨越变形行为的范围。最后，我们比较了驱动不同宏网格所需的驱动力，表明驱动力与网格的节点连通性有关。
Modular active cell robots (MACROs) is a design approach in which a large number of linear actuators and passive compliant joints are assembled to create an active structure with a repeating unit cell. Such a mesh-like robotic structure can be actuated to achieve large deformation and shape-change. In this two-part paper, we use finite element analysis (FEA) to model the deformation behavior of different MACRO mesh topologies and evaluate their passive and active mechanical characteristics. In Part I, we presented the passive stiffness characteristics of different MACRO meshes. In this Part II of the paper, we investigate the active strain characteristics of planar MACRO meshes. Using FEA, we quantify and compare the strains generated for the specific choice of MACRO mesh topology and further for the specific choice of actuators actuated in that particular mesh. We simulate a series of actuation modes that are based on the angular orientation of the actuators within the mesh and show that such actuation modes result in deformation that is independent of the size of the mesh. We also show that there exists a subset of such actuation modes that spans the range of deformation behavior. Finally, we compare the actuation effort required to actuate different MACRO meshes and show that the actuation effort is related to the nodal connectivity of the mesh.
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DOI：
10.1109/iros.2015.7353833
发表时间：
2015-12
期刊：
2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
影响因子：
--
作者：
Ahsan I. Nawroj;J. Swensen;A. Dollar
通讯作者：
Ahsan I. Nawroj;J. Swensen;A. Dollar
顺从的铰接网格的形状控制：迈向模块化主动单元机器人 (MACRO)
影响因子：
5.2
作者：
Ahsan I. Nawroj;A. Dollar
通讯作者：
A. Dollar
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2014.02.029
发表时间：
2014-06
影响因子：
3.6
作者：
V. Nguyen;L. Noels
通讯作者：
V. Nguyen;L. Noels
迈向模块化主动单元机器人 (MACRO)：SMA 单元设计和顺应性铰接网格建模
影响因子：
7.8
作者：
Ahsan I. Nawroj;J. Swensen;A. Dollar
通讯作者：
A. Dollar
影响因子：
4.7
作者：
Wagner, Marius A.;Lumpe, Thomas S.;Shea, Kristina
通讯作者：
Shea, Kristina