Design of a Novel Flexible Spherical Hinge and Its Application in Continuum Robot

静力学 铰链 扭矩 虚拟工作 刚度 万向节 机器人末端执行器 顺应机制 机器人 各向同性 结构工程 控制理论(社会学) 计算机科学 机械工程 工程类 有限元法 物理 经典力学 人工智能 量子力学 热力学 控制(管理)
作者
Guoxin Li,Junsheng Yu,Jie Pan,Peng Xu
出处
期刊:Journal of Mechanisms and Robotics [ASM International]
卷期号:16 (6)
标识
DOI:10.1115/1.4063370
摘要

Abstract Compliant mechanisms, which can be integrally machined and without assembly, are well suited as joints for continuum robots (CRs), but how to incorporate the advantages of the compliant mechanism into the arm design is a key issue in this work. In this paper, a novel type of flexible spherical-hinged (FSH) joint composed of tetrahedron elements with a fixed virtual remote center of motion (RCM) at the bottom is proposed, and then extended to the CR and end-effector. In the arm design, the error compensation principle is used to offset the parasitic motion of the CR under external load (pressure and torque) and improve the bending and torsional isotropy of the arm through different series combinations, and then the stiffness model of the FSH joint and the statics model of the CR are developed using the 3D chain pseudo-rigid body model (3D-CPRBM) and tested. The results show that the 3D-CPRBM can effectively predict the deformation of the FSH joint and the CR. Moreover, the maximum standard deviation of the bending angle of the FSH joint in each direction is only 0.26 deg, the repeatable positioning accuracy of the CR can reach 0.5 deg, and the end-effector has good gripping ability and self-adaptive capability.

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
7907完成签到,获得积分10
刚刚
zihanwang应助吴彦祖采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
眼睛大的小天鹅完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
3秒前
Rondab应助海的呼唤采纳,获得10
3秒前
asdf完成签到,获得积分10
4秒前
ll发布了新的文献求助30
4秒前
顾右发布了新的文献求助10
5秒前
longyuzhu完成签到,获得积分20
6秒前
无花果应助思维隋采纳,获得10
6秒前
6秒前
灵犀完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
longyuzhu发布了新的文献求助10
9秒前
丘比特应助单薄的如之采纳,获得10
9秒前
田様应助愤怒的稀采纳,获得10
10秒前
asdf发布了新的文献求助10
10秒前
科研牛马完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
柠m发布了新的文献求助10
13秒前
淡定的老头完成签到,获得积分10
14秒前
小刘有个大梦想完成签到 ,获得积分10
15秒前
17秒前
科研牛马发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
20秒前
dalian完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
温柔以冬发布了新的文献求助10
20秒前
szzz完成签到,获得积分10
22秒前
英俊的铭应助王星星采纳,获得10
22秒前
zzznznnn发布了新的文献求助10
23秒前
旋转鸡爪子应助大青山采纳,获得10
23秒前
24秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Problems of point-blast theory 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3998688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3538149
关于积分的说明 11273517
捐赠科研通 3277099
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1807405
邀请新用户注册赠送积分活动 883855
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 810070