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 Publishing]
卷期号:43 (12): 1898-1915 被引量:11
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.
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
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
Carson发布了新的文献求助10
1秒前
Shrine完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
NewMoon发布了新的文献求助30
1秒前
莫x莫完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
SS1025861完成签到,获得积分10
3秒前
lancydear发布了新的文献求助10
4秒前
小蓝完成签到 ,获得积分10
4秒前
晨昏蒙影完成签到 ,获得积分10
4秒前
12e关注了科研通微信公众号
5秒前
蛙蛙完成签到 ,获得积分10
6秒前
不灭钻石发布了新的文献求助10
6秒前
哇owao发布了新的文献求助10
6秒前
idiom完成签到 ,获得积分10
6秒前
MRzhu发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Carson完成签到,获得积分10
7秒前
果冻完成签到 ,获得积分10
7秒前
Hello应助木卫二采纳,获得10
8秒前
all661完成签到,获得积分10
8秒前
浮游应助hull采纳,获得10
10秒前
kingmantj发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
Wang完成签到 ,获得积分10
11秒前
all661发布了新的文献求助10
11秒前
呆小仙发布了新的文献求助10
11秒前
完美世界应助NewMoon采纳,获得10
12秒前
参商完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
可恶啊完成签到,获得积分10
13秒前
共享精神应助Once采纳,获得10
13秒前
朱厚璁完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
爆米花应助yqt采纳,获得10
14秒前
14秒前
asd1576562308完成签到 ,获得积分0
14秒前
呆萌笑晴完成签到,获得积分10
14秒前
英姑应助奇异果熊猫人采纳,获得10
15秒前
keira完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
Cardiopulmonary Bypass and Mechanical Support: Principles and Practice, Fifth Edition 400
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6762776
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8489357
关于积分的说明 18092513
捐赠科研通 6049801
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3011369
邀请新用户注册赠送积分活动 1988111
关于科研通互助平台的介绍 1963321