Optimized Design of a Soft Actuator Considering Force/Torque, Bendability, and Controllability via an Approximated Structure

可控性 执行机构 扭矩 运动学 悬臂梁 非线性系统 控制理论(社会学) 约束(计算机辅助设计) 工作(物理) 控制器(灌溉) 固有频率 机械工程 最优化问题 结构工程 工程类 计算机科学 数学 物理 数学优化 振动 经典力学 控制(管理) 人工智能 应用数学 生物 量子力学 农学 热力学
作者
Wu-Te Yang,Burak Kürkçü,Masayoshi Tomizuka
出处
期刊:Journal of Mechanical Design [American Society of Mechanical Engineers]
卷期号:146 (12) 被引量:2
标识
DOI:10.1115/1.4065522
摘要

Abstract This paper introduces a novel design method that enhances the force/torque, bendability, and controllability of soft pneumatic actuators (SPAs). The complex structure of the soft actuator is simplified by approximating it as a cantilever beam. This allows us to derive approximated nonlinear kinematic models and a dynamical model, which is explored to understand the correlation between natural frequency and dimensional parameters of SPA. The design problem is then transformed into an optimization problem, using kinematic equations as the objective function and the dynamical equation as a constraint. By solving this optimization problem, the optimal dimensional parameters are determined. Six prototypes are manufactured to validate the proposed approach. The optimal actuator successfully generates the desired force/torque and bending angle, while its natural frequency remains within the constrained range. This work highlights the potential of using optimization formulation and approximated nonlinear models to boost the performance and dynamical properties of soft pneumatic actuators.
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
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
刚刚
zzh完成签到 ,获得积分10
2秒前
北国雪未消完成签到 ,获得积分10
2秒前
YifanWang应助一个小胖子采纳,获得10
7秒前
卡戎529完成签到 ,获得积分10
9秒前
不展完成签到 ,获得积分10
10秒前
MrChew完成签到 ,获得积分10
12秒前
li完成签到 ,获得积分10
12秒前
liaomr完成签到 ,获得积分10
14秒前
xff完成签到 ,获得积分20
14秒前
26秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
28秒前
愛研究完成签到,获得积分10
28秒前
smz完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
小绵羊发布了新的文献求助10
30秒前
Jeffery426发布了新的文献求助10
31秒前
猪仔5号完成签到 ,获得积分10
33秒前
小绵羊完成签到,获得积分20
38秒前
lhn完成签到 ,获得积分10
39秒前
40秒前
桐桐应助小绵羊采纳,获得10
40秒前
nianshu完成签到 ,获得积分10
42秒前
飞龙在天完成签到,获得积分0
44秒前
48秒前
MM完成签到 ,获得积分10
54秒前
58秒前
58秒前
逗小妹完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
逗小妹发布了新的文献求助10
1分钟前
可爱的函函应助瘦瘦采纳,获得10
1分钟前
深情安青应助fantexi113采纳,获得10
1分钟前
梦_筱彩完成签到 ,获得积分10
1分钟前
开拖拉机的医学僧完成签到 ,获得积分10
1分钟前
swordshine完成签到,获得积分10
1分钟前
怕孤独的访云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
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 3957101
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3503148
关于积分的说明 11111393
捐赠科研通 3234212
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1787802
邀请新用户注册赠送积分活动 870776
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 802292