Design of Trimmed Helicoid Soft-Rigid Hybrid Robots

要約

ソフトロボットのデザインが成熟するにつれて、研究者はより適切なプラットフォームの開発を可能にするために、洗練されたデザインパラダイムに収束しました。
このようなパラダイムは、ロボットのデザインの何らかの側面で剛性のある構造材料を利用する柔らかい倍率のハイブリッドロボットと、純粋に材料とは対照的に幾何学的パラメーターに基づいて変形する建築材料です。
この作業では、2つの設計アプローチを組み合わせて、トリミングされたヘリコイド構造を剛性リンクと直列に使用します。
さらに、任意の幾何学の剛性の機械的モデルを導き出すことにより、波の春に触発されたソフト構造に関する文献を拡張します。
射出成形アプローチを利用したこのような構造の新しい製造方法を提示し、このクラスの任意のデザイン用の3Dプリント金型を生成するための設計ツールを利用できるようにします。
最後に、上記の方法を使用してロボットを生産し、閉ループデモンストレーションで操作します。

要約(オリジナル)

As soft robot design matures, researchers have converged to sophisticated design paradigms to enable the development of more suitable platforms. Two such paradigms are soft-rigid hybrid robots, which utilize rigid structural materials in some aspect of the robot’s design, and architectured materials, which deform based on geometric parameters as opposed to purely material ones. In this work, we combine the two design approaches, utilizing trimmed helicoid structures in series with rigid linkages. Additionally, we extend the literature on wave spring-inspired soft structures by deriving a mechanical model of the stiffness for arbitrary geometries. We present a novel manufacturing method for such structures utilizing an injection molding approach and we make available the design tool to generate 3D printed molds for arbitrary designs of this class. Finally, we produce a robot using the above methods and operate it in closed-loop demonstrations.

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