Origami structures have been widely explored in robotics due to their many potential advantages. Origami robots can be very compact, as well as cheap and efficient to produce. In particular, they can be constructed in a flat format using modern manufacturing techniques. Rotational motion is essential for robotics, and a variety of origami rotational joints have been proposed in the literature. However, few of these are even approximately flat-foldable. One potential enabler of flat origami rotational joints is the inclusion of lightweight pneumatic pouches which actuate the origami's folds; however, pouch actuators only enable a relatively small amount of rotational displacement. The previously proposed Four-Vertex Origami is a flat-foldable structure which provides an angular multiplier for a pouch actuator, but suffers from a degenerate state. This paper presents a novel rigid origami, the Self-Lock Origami, which eliminates this degeneracy by slightly relaxing the assumption of flat-foldability. This joint is analysed in terms of a trade-off between the angular multiplier and the mechanical advantage. Furthermore, the Self-Lock Origami is a modular joint which can be connected to similar or different joints to produce complex movements for various applications; three different manipulator designs are introduced as a proof of concept.


翻译:折纸结构因其诸多潜在优势在机器人领域得到广泛探索。折纸机器人可高度紧凑,且制造经济高效。特别地,利用现代制造技术能以平面形式构建折纸机器人。旋转运动对机器人技术至关重要,文献中已提出多种折纸旋转关节。然而,其中鲜有关节能实现近似可平面折叠。实现平面折纸旋转关节的一个潜在方案是引入轻量化气动气囊以驱动折纸折叠;但气囊致动器仅能实现较小角度的旋转位移。先前提出的四顶点折纸结构是一种可平面折叠结构,可为气囊致动器提供角放大倍率,但存在退化状态问题。本文提出一种新型刚性折纸结构——自锁折纸,通过略微放宽可平面折叠假设消除了这一退化性。本文从角放大倍率与机械增益的权衡角度分析了该关节。此外,自锁折纸是一种模块化关节,可与相同或不同类型的关节连接以实现复杂运动,适用于多种应用场景;作为概念验证,本文介绍了三种不同机械臂设计方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

Origami 是一个来自 Facebook 设计团队的作品,是 Quartz Composer 的免费工具包,可在无需编程的情况下轻松实现与设计原型进行交互。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
无人机已改变战场,但并未解决指挥问题
专知会员服务
3+阅读 · 8月14日
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
10+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
15+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员