Soft finger rotational stability for precision grasps

要約

柔らかいロボットフィンガーは、壊れやすい物体や形状が変化する物体を安全に掴むことができますが、特に接触面積が少ない場合、つまり物体が小さいか球形でない場合、精密に掴む場合には力の能力が制限されます。
現在の研究では、通常、柔らかい指の力の制限を説明するモデルを使用せずに、接触面積または剛性を増加させることにより機械設計を通じて力の能力を向上させています。
これに対処するために、この論文では、スリップと動的回転安定性という 2 つのタイプのソフトグリップの故障を考慮します。
滑りについては、クーロン モデルの妥当性が調査され、接触面積、圧力、および相対姿勢の影響が特定されました。
回転の安定性については、フィンガのバルク線形剛性を使用して動的安定性の条件を開発し、回転によってスリップが発生する時期を特定します。
これらのモデルを総合すると、接触面積が横方向の剛性と垂直抗力を増加させることで力の容量が向上することが示唆されます。
モデルは、カスタム PneuNet ベースと市販の両方の空気圧フィンガーで検証されます。
モデルは、失敗することなく力の容量を増加させるグリップパラメータを見つけるために使用されます。

要約(オリジナル)

Soft robotic fingers can safely grasp fragile or variable form objects, but their force capacity is limited, especially with less contact area: precision grasps and when objects are smaller or not spherical. Current research is improving force capacity through mechanical design by increasing contact area or stiffness, typically without models which explain soft finger force limitations. To address this, this paper considers two types of soft grip failure, slip and dynamic rotational stability. For slip, the validity of a Coulomb model investigated, identifying the effect of contact area, pressure, and relative pose. For rotational stability, bulk linear stiffness of the fingers is used to develop conditions for dynamic stability and identify when rotation leads to slip. Together, these models suggest contact area improves force capacity by increasing transverse stiffness and normal force. The models are validated on pneumatic fingers, both custom PneuNets-based and commercially available. The models are used to find grip parameters which increase force capacity without failure.

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