Enhancing the Performance of Pneu-net Actuators Using a Torsion Resistant Strain Limiting Layer

要約

Pneunets は、ソフト ロボット グリッパーの主な形式です。
広く普及する上での主な制限は、物体が掴みから滑り落ちてしまうため、より大きな積載量を掴むことができないことです。
当社は、ねじり剛性の歪み制限層 (TRL) を導入することで、この制限を克服しました。
これにより、グリッパーの柔らかさと面内の柔軟性を維持しながら、面外の曲がりが軽減されます。
シミュレーションと実験を使用してニューネットグリッパーの歪み制限層の設計空間を特徴付け、曲げ角度と相対的なグリップ強度をマップします。
当社の TRL を使用すると、Soft Robotics Toolkit のベンチマーク Pneu-net グリッパーと比較して、テストで面外曲げが最大 97.7% 減少することがわかりました。
TRLを使用した積載時は5kgの吊り上げ能力を発揮します。
また、同等の圧力で TRL を使用しないニューネット グリッパーの 1N および 150N/m と比較して、ピークグリップ力 3N および剛性 1200N/m が相対的に向上していることがわかります。
最後に、従来の Pneu-net グリッパーの実証済みの機能を超える 6 つの YCB オブジェクトのスイートで TRL グリッパーをテストします。
1 つを除くすべての項目で成功を示し、機能が大幅に向上しました。

要約(オリジナル)

Pneunets are the primary form of soft robotic grippers. A key limitation to their wider adoption is their inability to grasp larger payloads due to objects slipping out of grasps. We have overcome this limitation by introducing a torsionally rigid strain limiting layer (TRL). This reduces out-of-plane bending while maintaining the gripper’s softness and in-plane flexibility. We characterize the design space of the strain limiting layer for a Pneu-net gripper using simulation and experiment and map bending angle and relative grip strength. We found that the use of our TRL reduced out-of-plane bending by up to 97.7% in testing compared to a benchmark Pneu-net gripper from the Soft Robotics Toolkit. We demonstrate a lifting capacity of 5kg when loading using the TRL. We also see a relative improvement in peak grip force of 3N and stiffness of 1200N/m compared to 1N and 150N/m for a Pneu-net gripper without our TRL at equal pressures. Finally, we test the TRL gripper on a suite of six YCB objects above the demonstrated capability of a traditional Pneu-net gripper. We show success on all but one demonstrating significant increased capabilities.

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