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Hitting the sweet spot: automatic optimization of energy transfer during tool-held hits

Vogel, Jörn und Takemura, Naohiro und Höppner, Hannes und Smagt, Patrick und Ganesh, Gowrishankar (2017) Hitting the sweet spot: automatic optimization of energy transfer during tool-held hits. In: 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2017. IEEE. 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2017-05-29 - 2017-06-03, Singapure. doi: 10.1109/ICRA.2017.7989185. ISBN 978-150904633-1. ISSN 1050-4729.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
1MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/7989185

Kurzfassung

Tool-held hitting tasks, like hammering a nail or striking a ball with a bat, require humans, and robots, to purposely collide and transfer momentum from their limbs to the environment. Due to the vibrational dynamics, every tool has a location where a hit is most efficient results in minimal tool vibrations, and consequently maximum energy transfer to the environment. In sports, this location is often referred to as the "sweet spot" of a bat, or racquet. Our recent neuroscience study suggests that humans optimize hits by using the jerk and torque felt at their hand. Motivated by this result, in this work we first analyze the vibrational dynamics of an end-effector-held bat to understand the signature projected by a sweet spot on the jerk and torque sensed at the end-effector. We then use this analysis to develop a controller for a robotic "baseball hitter". The controller enables the robot-hitter to iteratively adjust its swing trajectory to ensure that the contact with the ball occurs at the sweet spot of the bat. We tested the controller on the DLR LWR III manipulator with three different bats. Like a human, our robot hitter is able to optimize the energy transfer, specifically maximize the ball velocity, during hits, by using its end effector position and torque sensors, and without any prior knowledge of the shape, size or material of the held bat.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/113121/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Hitting the sweet spot: automatic optimization of energy transfer during tool-held hits
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vogel, JörnJoern.Vogel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1987-0028NICHT SPEZIFIZIERT
Takemura, NaohiroNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Höppner, HannesHannes.Hoeppner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Smagt, PatrickVolkswagenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ganesh, GowrishankarCNRS-AIST Joint Robotics LabNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2017
Erschienen in:2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2017
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICRA.2017.7989185
Verlag:IEEE
ISSN:1050-4729
ISBN:978-150904633-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Learning, Adapative Systems
Veranstaltungstitel:2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
Veranstaltungsort:Singapure
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:29 Mai 2017
Veranstaltungsende:3 Juni 2017
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 - Terrestrische Assistenz-Robotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Kognitive Robotik
Hinterlegt von: Vogel, Jörn
Hinterlegt am:17 Jul 2017 17:14
Letzte Änderung:05 Jun 2024 13:50

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