Design and Development of a Growing Pneumatic Soft Robot

机器人 运动学 气动人工肌肉 控制器(灌溉) 刚度 模拟 控制理论(社会学) 执行机构 灵活性(工程) 职位(财务) 计算机科学 软机器人 机器人学 气动执行机构 工程类 人工肌肉 人工智能 数学 结构工程 物理 控制(管理) 统计 财务 经典力学 经济 农学 生物
作者
Seref Kemal Talas,Bora Alp Baydere,Timur Altinsoy,Cem Tutcu,Evren Samur
出处
期刊:Soft robotics [Mary Ann Liebert, Inc.]
卷期号:7 (4): 521-533 被引量:51
标识
DOI:10.1089/soro.2019.0083
摘要

Soft continuum robots are getting more popular in areas such as minimally invasive surgery, search and rescue, and inspection due to their inherent compliance and flexibility. However, most of the conventional continuum robots still lack the ability to significantly change size and length. Growth as a means of robotic locomotion is a novel actuation method that can be used to overcome this disadvantage. In this study, we introduce a growing pneumatic soft robot made up of pressurized thin-walled tubings that can move in three-dimensional space with an extension ratio only limited by manufacturing capabilities. Besides the ability to grow from the tip, this design provides active steering by controlling the speed of each tubing separately, controllable stiffness that can be changed during motion, and capability to carry a tool channel. We present models to estimate tip force and position and experimentally verify the force model and robot kinematics. Open-loop speed controller has an overall root mean square error of 2.69% for speeds between 20 and 300 mm/s. The position controller based on the kinematic model has a mean positioning error of 13.9 mm at 100 mm and 22.6 mm at 200 mm longitudinal distance. Robot can produce a tip force of 20.1 N at 150 kPa tubing pressure and reach a maximum speed of 1490 mm/s at 100 kPa. We also demonstrate the navigation capabilities of the robot both in open field and in constrained environments.

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
刚刚
1秒前
1秒前
honey发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
5秒前
英姑应助玉堂堂采纳,获得10
5秒前
shoush关注了科研通微信公众号
6秒前
渝安发布了新的文献求助10
6秒前
HH发布了新的文献求助20
6秒前
阿飞发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
赘婿应助hjhj采纳,获得10
7秒前
YWJ完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
xh发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
科研通AI6.3应助shijiaoshou采纳,获得10
9秒前
激情的便当完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
zxl1993发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
大黑山寨主完成签到,获得积分10
11秒前
派大肘发布了新的文献求助10
11秒前
米伽尔应助义气尔蓝采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
sxd完成签到 ,获得积分10
13秒前
lulu发布了新的文献求助30
14秒前
14秒前
远看寒山发布了新的文献求助10
15秒前
xny发布了新的文献求助10
16秒前
dajdshf完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
16秒前
庞博发布了新的文献求助30
17秒前
17秒前
YAMABUKI完成签到,获得积分10
18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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
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 6403089
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8221221
关于积分的说明 17424320
捐赠科研通 5455658
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883212
邀请新用户注册赠送积分活动 1859455
关于科研通互助平台的介绍 1700935