Many planning and control tasks for tendon-driven continuum robots (TDCRs) require the complete Cartesian backbone geometry. We present a reduced Cartesian framework for planar, axially compressible TDCRs that propagates equilibrium configurations along prescribed tendon-force and tendon-displacement trajectories. The backbone is represented by two global position fields. Following exact variation, a Taylor-Galerkin reduction condenses prescribed spatial properties and distributed loads into offline moment vectors, yielding analytic reduced residuals and Jacobians without online spatial quadrature or numerical differentiation. Analytical differentiation and residual correction yield first-order rate systems requiring one fixed-dimensional linear solve per rate evaluation after initial equilibrium alignment on a regular branch. Across four simulated cases covering variable tendon routing, nonuniform geometry, axial compression, and their combined effects, the propagated Cartesian shapes and distributed strains closely match pointwise geometrically variable-strain (GVS) equilibrium solutions. Residual correction suppresses propagation drift across the tested step sizes while adding only about 0.98% to the mean update time of uncorrected Euler. The proposed method requires 0.508 ms per update on average, approximately 11 times faster than pointwise GVS solves. Displacement-driven experiments yield a maximum normalized mean backbone position error of 1.02% and a maximum end-effector position error of 0.28%. These results support efficient and accurate Cartesian full-shape prediction along prescribed actuation paths.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Robotaxi的商业模式前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2024年9月21日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
使用强化学习训练机械臂完成人类任务
AI研习社
14+阅读 · 2019年3月23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
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+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
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
Robotaxi的商业模式前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2024年9月21日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
相关资讯
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
使用强化学习训练机械臂完成人类任务
AI研习社
14+阅读 · 2019年3月23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
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
相关基金
Top
微信扫码咨询专知VIP会员