Transforming the Dynamic Response of Robotic Structures and Systems Through Laminar Jamming
Transforming the Dynamic Response of Robotic Structures and Systems Through Laminar Jamming
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通过层流干扰改变机器人结构和系统的动态响应
DOI：
10.1109/lra.2017.2779802
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发表时间：
2018
影响因子：
5.2
通讯作者：
Howe, Robert D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Narang, Yashraj S.;Degirmenci, Alperen;Vlassak, Joost J.;Howe, Robert D.
研究人员开发了可变阻抗机制来控制机器人系统的动态响应，并提高其适应性、鲁棒性和效率。然而，这些机构在尺寸、成本和便利性方面存在限制，特别是对于可变阻尼。我们证明层流干扰结构可以改变机器人结构和系统的动态响应，同时克服这些限制。在层流干扰中，外部压力梯度被施加到柔顺材料层压板，改变其刚度和阻尼。在后者中，我们结合分析、仿真和表征来制定集总参数模型，该模型捕获干扰结构的非线性机械行为，并可用于快速模拟其动态响应。我们说明，通过调整真空压力，可以根据命令调整动态响应的基本特征（即频率、幅度、衰减率和稳态值）。最后，我们证明干扰结构可以集成到软结构和传统刚性机器人中，以显着改变它们对冲击的响应。通过此处提供的模型和演示，研究人员可以进一步朝着构建多功能和变革性机器人的方向迈进。
Researchers have developed variable-impedance mechanisms to control the dynamic response of robotic systems and improve their adaptivity, robustness, and efficiency. However, these mechanisms have limitations in size, cost, and convenience, particularly for variable damping. We demonstrate that laminar jamming structures can transform the dynamic response of robotic structures and systems while overcoming these limitations. In laminar jamming, an external pressure gradient is applied to a laminate of compliant material, changing its stiffness and damping. In this latter, we combine analysis, simulation, and characterization to formulate a lumped-parameter model that captures the nonlinear mechanical behavior of jamming structures and can be used to rapidly simulate their dynamic response. We illustrate that by adjusting the vacuum pressure, the fundamental features of the dynamic response (i.e., frequency, amplitude, decay rate, and steady-state value) can be tuned on command. Finally, we demonstrate that jamming structures can be integrated into soft structures and traditional rigid robots to considerably alter their response to impacts. With the models and demonstrations provided here, researchers may move further toward building versatile and transformative robots.
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DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Henke;G. Gerlach
通讯作者：
G. Gerlach
电活性聚合物致动器中机电耦合导致的可变阻抗
DOI：
10.1109/iros.2011.6095042
发表时间：
2011
期刊：
2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
影响因子：
--
作者：
S. Dastoor;M. Cutkosky
通讯作者：
M. Cutkosky
用于肢体附着的可变刚度结构
DOI：
10.1109/icorr.2011.5975350
发表时间：
2011
期刊：
2011 IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics
影响因子：
--
作者：
M. Bureau;T. Keller;J. Perry;R. Velik;J. Veneman
通讯作者：
J. Veneman
影响因子：
9.2
作者：
Deimel, Raphael;Brock, Oliver
通讯作者：
Brock, Oliver
影响因子：
19
作者：
Narang, Yashraj S.;Vlassak, Joost J.;Howe, Robert D.
通讯作者：
Howe, Robert D.