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Updated: Jun 13, 2025
07:09
Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers
Published on: August 17, 2018
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斯帕达:设计软气动执行器的工具箱,用于基于替代模型的形状匹配
Yao Yao1, Liang He2, Perla Maiolino1,3
1Oxford Robotics Institute, Department of Engineering Science, University of Oxford, Oxford, United Kingdom.
Robotics reports (New Rochelle, N.Y.)
|September 12, 2024
概括
本研究介绍了SPADA,这是一个可访问的框架和工具箱,用于设计软气动执行器 (SPA). 它可以为软管类型的SPA实现精确的形状匹配,克服现有的动力模型和算法的局限性.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 机械工程 机械工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 软气动执行器 (SPA) 对软机器人至关重要,但其设计复杂.
- 贝洛SPA提供优势,但由于不准确的动力学模型和缺乏端到端设计解决方案而受到影响.
- 现有的计算设计工具不是用户友好或可访问的.
研究的目的:
- 开发一个端到端的形状匹配的设计框架,用于下SPAs.
- 创建一个开源的,用户友好的工具箱 (SPADA) 实现这个框架.
- 提高SPA设计流程的准确性和可访问性.
主要方法:
- 一个模块化动力学模型结合零件式恒定曲率 (PCC) 近似来提高准确性.
- 有限元法 (FEM) 模拟用于生成用于训练代用模型的数据.
- 一个基于人工神经网络 (ANN) 的替代模型,用于优化过程中的快速计算.
- 一个形状匹配算法,集成3DPCC细分和一个基于替代模型的遗传算法.
主要成果:
- 斯帕达工具箱成功地设计了执行器,以高精度匹配2D形状 (RMSE为4.16,2.70,2.51mm).
- 该框架展示了端到端的能力,从所需的形状到优化的执行器设计参数.
- 设计了一个3D可变形的执行器,展示了框架对复杂应用的潜力.
结论:
- 拟议的框架和SPADA工具箱为设计下方SPA提供了简化和准确的解决方案.
- SPADA解决了对可访问,用户友好的计算SPA设计工具的需求.
- 这项工作通过简化定制软执行器的设计,推动了软机器人领域的发展.
