Composite continuum robots: Accurate modeling and model reduction

常曲率 曲率 运动学 反向动力学 机器人 算法 计算 反向 常量(计算机编程) 计算机科学 应用数学 数学 人工智能 几何学 经典力学 物理 程序设计语言
作者
Gang Zhang,Jing Su,Fuxin Du,Xingyao Zhang,Yibin Li,Rui Song
出处
期刊:International Journal of Mechanical Sciences [Elsevier BV]
卷期号:276: 109342-109342 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.ijmecsci.2024.109342
摘要

Models of continuum robots often trade off accuracy and speed. The constant curvature assumption model can perform fast calculations but with poor accuracy. Static models can obtain good calculation accuracy but with slower computation speed. In this paper, a precise and efficient method for establishing a non-constant curvature kinematic model for composite continuum robots is proposed. First, an algorithm based on the Beam Constraint Model is proposed to establish the static model of the continuum robot. The situation in which friction changes gradually in continuum robots is considered in the static model. Then, the Kepler elliptic curve is used to simplify the static model to build a non-constant curvature kinematic model of the continuum robot. Then, complex inverse kinematics solutions are transformed into explicit sets of equations by mathematical transformation. Finally, simulations and experiments are designed to demonstrate the algorithm proposed in this paper. The simulation results show that the proposed algorithm is 1572 times faster than the Levenberg–Marquardt algorithm. The experimental results show that the average error of the static model is 0.065 mm, accounting for 0.13% of its length. The maximum error is 0.309 mm, accounting for 0.618% of its length. The positioning accuracy of the non-constant curvature model proposed in this paper is 2.02 times that of the constant curvature model. The results show that the simplified kinematic model algorithm based on the static model has high accuracy and computational efficiency. This research is crucial for the practical application of continuum robots in engineering.
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
一路硕博发布了新的文献求助10
1秒前
生动白开水完成签到,获得积分10
1秒前
wqeqa发布了新的文献求助10
2秒前
CMC完成签到 ,获得积分10
2秒前
KX2024完成签到,获得积分10
2秒前
18318933768完成签到,获得积分10
3秒前
爱学习完成签到,获得积分10
3秒前
大胖厨爱吃小炒肉完成签到,获得积分10
3秒前
黄74185296完成签到,获得积分10
4秒前
科研临时工完成签到,获得积分10
5秒前
yangxt-iga完成签到,获得积分20
7秒前
笔调完成签到,获得积分10
8秒前
半夏完成签到,获得积分10
8秒前
沉默的镜子应助自然口红采纳,获得10
9秒前
有你在前方完成签到,获得积分10
9秒前
小巧紊完成签到,获得积分10
9秒前
BatFaith完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
可可应助科研通管家采纳,获得40
10秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
xtL应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得30
10秒前
飞飞完成签到,获得积分10
11秒前
wz完成签到,获得积分10
11秒前
Dorren完成签到,获得积分10
12秒前
HCLonely完成签到,获得积分0
12秒前
12秒前
李健的小迷弟应助miemie采纳,获得10
14秒前
梨落南山雪完成签到 ,获得积分10
14秒前
糖豆子完成签到,获得积分10
15秒前
有延迟完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
Nora完成签到,获得积分10
16秒前
愉快的初南完成签到 ,获得积分10
17秒前
xingxiaokong完成签到,获得积分10
17秒前
狄远山发布了新的文献求助10
18秒前
酷波er应助哆啦猫采纳,获得10
18秒前
sincyking完成签到,获得积分10
18秒前
SciGPT应助六六采纳,获得10
19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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 6519049
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8311677
关于积分的说明 17770458
捐赠科研通 5621065
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926632
邀请新用户注册赠送积分活动 1903449
关于科研通互助平台的介绍 1764139