A Collapsible Soft Actuator Facilitates Performance in Constrained Environments.
A Collapsible Soft Actuator Facilitates Performance in Constrained Environments.
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可折叠软执行器可提高受限环境中的性能。
DOI：
10.1002/aisy.202200085
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Ranzani,Tommaso
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rogatinsky,Jacob;Gomatam,Kiran;Lim,ZiHeng;Lee,Megan;Kinnicutt,Lorenzo;Duriez,Christian;Thomson,Perry;McDonald,Kevin;Ranzani,Tommaso
复杂的环境，例如手术和搜救应用中的环境，需要软设备来适应最小的空间条件，而不会牺牲完成灵巧任务的能力。堆叠式气球致动器（SBA）能够大变形，尽管在放气时折叠成几乎平坦，使其成为此类应用的理想候选者。本文介绍了设计，制造，建模和表征单片，充气，软SBAs。建模使用基于几何的分析原理，然后使用传统的和真实的实时有限元方法。单自由度和三自由度（DoF）SBA在行程、力和工作空间方面都得到了充分表征。最后，三个有代表性的演示展示了SBA的小孔径导航，支撑和工作空间增强功能。
Complex environments, such as those found in surgical and search‐and‐rescue applications, require soft devices to adapt to minimal space conditions without sacrificing the ability to complete dexterous tasks. Stacked balloon actuators (SBAs) are capable of large deformations despite folding nearly flat when deflated, making them ideal candidates for such applications. This paper presents the design, fabrication, modeling, and characterization of monolithic, inflatable, soft SBAs. Modeling is presented using analytical principles based on geometry and then using conventional and real‐time finite‐element methods. Both one and three degree‐of‐freedom (DoF) SBAs are fully characterized with regard to stroke, force, and workspace. Finally, three representative demonstrations show the SBA's small‐aperture navigation, bracing, and workspace‐enhancing capabilities.
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