A Kinetostatic Model for Concentric Push–Pull Robots

同心的 刚度 曲率 扭转(腹足类) 运动学 偏移量(计算机科学) 机器人 偏转(物理) 结构工程 工程类 抗弯刚度 平面的 控制理论(社会学) 机械工程 计算机科学 几何学 数学 物理 人工智能 光学 医学 外科 经典力学 计算机图形学(图像) 控制(管理) 程序设计语言
作者
Jake A. Childs,D. Caleb Rucker
出处
期刊:IEEE Transactions on Robotics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:40: 554-572 被引量:6
标识
DOI:10.1109/tro.2023.3327811
摘要

Concentric push–pull robots (CPPR) operate through the mechanical interactions of concentrically nested, laser-cut tubes with offset stiffness centers. The distal tips of the tubes are attached to each other, and relative displacement of the tube bases generates bending in the CPPR. Previous CPPR kinematic models assumed two tubes, planar shapes, no torsion, and no external loads. In this article, we develop a new, more general CPPR model accounting for any number of tubes, describing their variable-curvature 3-D shape when actuated, including the effects of torsion and external loads. To accomplish this, we employ a modified Kirchhoff rod model for each tube (with an offset stiffness center) and embed the constraints of concentricity. We use an energy method to determine robot shape as a function of actuation and external loading. We experimentally validate this kinetostatic model on prototype CPPRs with two tubes and three tubes and nonconstant laser-cut patterns that create variable curvature and stiffness. Experimental results agree with the model, paving the way for the use of this model in design optimization, planning, and control of CPPRs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
西门博超发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
littlepuppy完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
1234发布了新的文献求助10
3秒前
Hey发布了新的文献求助10
4秒前
遇上就这样吧应助王一线采纳,获得30
4秒前
cc发布了新的文献求助10
4秒前
JamesPei应助司空老五采纳,获得10
4秒前
6秒前
Owen应助Doct采纳,获得10
8秒前
8秒前
HouShipeng完成签到,获得积分10
10秒前
阿六儿完成签到,获得积分10
10秒前
归尘发布了新的文献求助80
11秒前
HouShipeng发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
徐乐发布了新的文献求助10
12秒前
avaig完成签到 ,获得积分10
13秒前
共享精神应助科研小美采纳,获得10
13秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
英俊的铭应助吸尘器采纳,获得10
16秒前
静静在学呢完成签到,获得积分10
17秒前
TL发布了新的文献求助10
17秒前
壮壮完成签到,获得积分10
17秒前
diraczh发布了新的文献求助10
18秒前
高大迎波关注了科研通微信公众号
19秒前
DE2022发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
典雅雨寒发布了新的文献求助10
20秒前
22秒前
25秒前
肖肖肖发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Разработка технологических основ обеспечения качества сборки высокоточных узлов газотурбинных двигателей,2000 1000
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 510
ISO/IEC 24760-1:2025 Information security, cybersecurity and privacy protection — A framework for identity management 500
碳捕捉技术能效评价方法 500
Optimization and Learning via Stochastic Gradient Search 500
Nuclear Fuel Behaviour under RIA Conditions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4693169
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4064087
关于积分的说明 12566095
捐赠科研通 3762348
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2077971
邀请新用户注册赠送积分活动 1106275
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 984687