Flexure Hinge Design and Optimization for Compact Anthropomorphic Grippers Made via Metal Additive Manufacturing

夹持器 铰链 刚度 自动化 结构工程 机器人学 顺应机制 机械工程 工程类 机器人 计算机科学 人工智能 有限元法
作者
Martin Tschiersky,Jan J. de Jong,Dannis Michel Brouwer
出处
期刊:Journal of Mechanical Design [American Society of Mechanical Engineers]
卷期号:146 (1) 被引量:6
标识
DOI:10.1115/1.4063362
摘要

Abstract Flexure-based grippers offer an attractive alternative to conventional grippers used in robotics and automation. However, most existing designs appear to suffer from insufficient range of motion, loadability, and support stiffness. This article presents an approach to obtain well-performing flexure hinges for compact anthropomorphic grippers made via metal additive manufacturing. We propose a flexure hinge architecture that achieves a high range of motion despite the challenging combination of a small design space, high Young’s modulus, and limited minimum feature size. Furthermore, we present an optimization procedure to generate suitable tendon-driven designs with high loadability. Using this framework, a flexure hinge with an outer diameter of 21.5 mm and range of motion of ±30 deg is synthesized. For the range of 0–30 deg, simulations show a lateral loadability of 52.5–18.6 N and lateral support stiffness of 12,309–11,130 N/m, determined at a gripper interface located 41.2 mm from the hinge pivot axis. Experiments confirm a loadability of at least 15.4 N and determined a stiffness of 8982 to 9727 N/m for same conditions. The results show that the flexure hinge architecture has large potential for a wide range of applications, while in combination with the optimization procedure, superior designs for tendon-driven grippers can be obtained.
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
牧青发布了新的文献求助10
刚刚
超级的诗兰完成签到,获得积分10
1秒前
何y发布了新的文献求助10
2秒前
王雨发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
6秒前
6秒前
9秒前
xuan发布了新的文献求助10
9秒前
后笑晴发布了新的文献求助10
9秒前
王雨完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
小马甲应助tebf采纳,获得10
10秒前
14秒前
LYH给LYH的求助进行了留言
15秒前
钰宁发布了新的文献求助10
16秒前
爱喝蜜桃乌龙完成签到,获得积分10
16秒前
月见清和发布了新的文献求助10
16秒前
WHL发布了新的文献求助10
16秒前
英俊的铭应助何y采纳,获得10
17秒前
萂昕完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
蓝天发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI6.1应助dreamode采纳,获得10
20秒前
20秒前
21秒前
优秀的孤兰完成签到,获得积分10
21秒前
小蘑菇应助月见清和采纳,获得10
23秒前
麦香鱼完成签到,获得积分10
23秒前
杨濮帆发布了新的文献求助10
24秒前
周美言完成签到,获得积分10
25秒前
zzz发布了新的文献求助10
26秒前
Z_E关注了科研通微信公众号
27秒前
27秒前
123456发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
31秒前
xuan发布了新的文献求助10
32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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
信任代码:AI 时代的传播重构 450
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 6356963
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8171553
关于积分的说明 17205073
捐赠科研通 5412675
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864758
邀请新用户注册赠送积分活动 1842216
关于科研通互助平台的介绍 1690446