Modeling and Control of a Novel Variable Stiffness Three DoFs Wrist

刚度 手腕 控制理论(社会学) 控制(管理) 变量(数学) 计算机科学 自由度(物理和化学) 控制工程 工程类 数学 人工智能 结构工程 医学 物理 解剖 数学分析 量子力学
作者
Giuseppe Milazzo,Manuel G. Catalano,Antonio Bicchi,Giorgio Grioli
出处
期刊:The International Journal of Robotics Research [SAGE]
被引量:1
标识
DOI:10.1177/02783649241236204
摘要

This study introduces an innovative design for a Variable Stiffness 3 Degrees of Freedom actuated wrist capable of actively and continuously adjusting its overall stiffness by modulating the active length of non-linear elastic elements. This modulation is akin to human muscular cocontraction and is achieved using only four motors. The mechanical configuration employed results in a compact and lightweight device with anthropomorphic characteristics, making it potentially suitable for applications such as prosthetics and humanoid robotics. This design aims to enhance performance in dynamic tasks, improve task adaptability, and ensure safety during interactions with both people and objects. The paper details the first hardware implementation of the proposed design, providing insights into the theoretical model, mechanical and electronic components, as well as the control architecture. System performance is assessed using a motion capture system. The results demonstrate that the prototype offers a broad range of motion ([55, −45]° for flexion/extension, ±48° for radial/ulnar deviation, and ±180° for pronation/supination) while having the capability to triple its stiffness. Furthermore, following proper calibration, the wrist posture can be reconstructed through multivariate linear regression using rotational encoders and the forward kinematic model. This reconstruction achieves an average Root Mean Square Error of 6.6°, with an R 2 value of 0.93.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
小马甲应助ao采纳,获得10
刚刚
dreamboat发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
晶莹黎发布了新的文献求助10
3秒前
清风完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
勇毅前行完成签到,获得积分10
5秒前
拜无忧完成签到,获得积分10
7秒前
FUNG发布了新的文献求助10
7秒前
渝安发布了新的文献求助10
8秒前
Douglas完成签到,获得积分20
8秒前
丘比特应助song采纳,获得10
9秒前
9秒前
168完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
12秒前
14秒前
StevenZhao发布了新的文献求助200
14秒前
Hello应助泪雨煊采纳,获得10
15秒前
ao发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
漂亮的雪糕完成签到,获得积分10
18秒前
顾矜应助ldk采纳,获得10
19秒前
Ande完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
搞怪慕凝发布了新的文献求助10
22秒前
豆豆完成签到,获得积分10
22秒前
地球发布了新的文献求助10
22秒前
DAN完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
xiaowang完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
赘婿应助搞怪慕凝采纳,获得10
28秒前
科研通AI2S应助豆豆采纳,获得10
29秒前
29秒前
JEAN发布了新的文献求助10
33秒前
dreamboat完成签到,获得积分10
34秒前
ao完成签到,获得积分10
35秒前
大薯条完成签到 ,获得积分10
35秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Microlepidoptera Palaearctica, Volumes 1 and 3 - 13 (12-Volume Set) [German] 1122
Дружба 友好报 (1957-1958) 1000
The Data Economy: Tools and Applications 1000
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Mantiden - Faszinierende Lauerjäger – Buch gebraucht kaufen 500
PraxisRatgeber Mantiden., faszinierende Lauerjäger. – Buch gebraucht kaufe 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3105137
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2756288
关于积分的说明 7638684
捐赠科研通 2410249
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1278761
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 617495
版权声明 599262