Underwater Dynamic Modeling for a Cable-Driven Soft Robot Arm
Underwater Dynamic Modeling for a Cable-Driven Soft Robot Arm
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电缆驱动软机器人臂的水下动态建模
DOI：
10.1109/tmech.2018.2872972
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发表时间：
2018-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Miao Yanzi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu Fan;Wang Hesheng;Au Kwok Wai Samuel;Chen Weidong;Miao Yanzi
软机器人技术因其在克服安全问题、为人类和机器人创造更和谐的合作环境方面的潜力而受到极大的关注。阻碍其更广泛应用于日常工作的主要挑战之一是其顺应机制的动态建模。为了进一步研究软机械臂的性能，扩大其在水或其他稠密、粘性介质中的使用范围，提出了基于凯恩理论的动力学模型。该模型考虑了复杂的流体力学，并考虑了物理条件，进行了合理的简化。与前人的工作相比，我们采用了柱面摩擦模型来补偿传动过程中驱动力的损失。通过将动态响应和稳态位姿的理论结果与不同条件下的实验结果进行比较，验证了所提出的动力学模型的正确性。给出了计算动力学方程的修正方法，所提出的动力学模型能够适应环境的变化，为工作在复杂环境中的软机器人的控制器设计提供了平台。
Soft robotics has attracted great attention because of its potential to overcome safety issues and produce a more harmonious cooperative environment for human beings and robots. One of the main challenges hindering its wider application to the daily routine is the dynamic modeling of its compliant mechanisms. In this paper, to further investigate the soft robot arm's performance and extend the utilization in water or other dense and viscous mediums, the dynamic model based on Kane's theory is proposed. This model takes complicated hydrodynamics into account with reasonable simplification, considering the physical conditions. Compared with the previous work, we adopt the Column friction model to compensate for the actuation force's loss in the transmission process. The proposed dynamic model is validated by comparing the theoretical results of both the dynamic responses and steady-state poses with the experimental results under different conditions. Given the modification method for the computed dynamic equation, the presented dynamics can adapt to variable environments and serve as the platform for the controller design for a soft robot working in a complex environment.
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DOI：
10.1177/1729881417721155
发表时间：
2017-07-26
影响因子：
2.3
作者：
Crooks, Whitney;Rozen-Levy, Shane;Messner, William
通讯作者：
Messner, William
DOI：
10.2514/6.2013-4649
发表时间：
2013-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
E. Stoneking
通讯作者：
E. Stoneking
影响因子：
7.9
作者：
Huet, Lucie A.;Rudnicki, John W.;Hartmann, Mitra J. Z.
通讯作者：
Hartmann, Mitra J. Z.
DOI：
10.1109/icra.2016.7487353
发表时间：
2016-05
期刊：
2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
影响因子：
--
作者：
R. Roy;Long Wang;N. Simaan
通讯作者：
R. Roy;Long Wang;N. Simaan
影响因子：
7.9
作者：
Hyungsoo Kim;Jang-Yeob Lee;W. Chu;Sung-hoon Ahn
通讯作者：
Hyungsoo Kim;Jang-Yeob Lee;W. Chu;Sung-hoon Ahn