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Reduced Models for the Static Simulation of an Elastic Continuum Mechanism

Deutschmann, Bastian und Eugster, Simon und Ott, Christian (2018) Reduced Models for the Static Simulation of an Elastic Continuum Mechanism. IFAC-PapersOnLine, 51 (2), Seiten 403-108. IFAC Secretariat. doi: 10.1016/j.ifacol.2018.03.069. ISSN 2405-8963.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
5MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896318300739

Kurzfassung

In this paper, two approaches are established and compared that simulate the static deformation of a tendon-driven, elastic continuum mechanism (ECM). The mechanism at hand is made out of silicon and deforms in a large workspace as a results of any externally applied wrench. This yields high dexterity and high mechanical robustness for the system, but also the commonly used kinematic model is not suitable any more. The discussed models in this paper are essentially different. At first, the finite element method (FEM) is used to discretize the mechanism along its centerline. A nonlinear material law is setup and identified for the axial direction and it could be shown that the established model matches the real system very closely. The second model is more abstract. Here, a polynomial relationship is setup between the Cartesian pose of the mechanism and the associated wrench necessary to achieve this deflection. A comparison between the two models show, that the FEM model is slower but more accurate and therefore useful for offline computations whereas the polynomial model seems more suitable for real-time control approaches, with an acceptable accuracy and an efficient computation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124191/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Reduced Models for the Static Simulation of an Elastic Continuum Mechanism
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Deutschmann, BastianBastian.Deutschmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9139-5719NICHT SPEZIFIZIERT
Eugster, Simonsimon-raphael.eugster (at) inm.uni-stuttgart.dehttps://orcid.org/0000-0002-4562-1287NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:August 2018
Erschienen in:IFAC-PapersOnLine
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:51
DOI:10.1016/j.ifacol.2018.03.069
Seitenbereich:Seiten 403-108
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Breitenecker, FelixNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kemmetmüller, WolfgangNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Körner, AndreasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kugi, AndreasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Troch, IngeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IFAC Secretariat
Name der Reihe:9th Vienna International Conference on Mathematical Modelling
ISSN:2405-8963
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Robotics; Model-Reduction
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Robotdynamik & Simulation (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Deutschmann, Dr. -Ing. Bastian
Hinterlegt am:11 Dez 2018 12:01
Letzte Änderung:22 Nov 2023 07:31

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