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A Computational Approach for Internal Tendon Routing Channels in a Tendon-Driven Continuum Joint

Reinecke, Jens und Deutschmann, Bastian und Dietrich, Alexander und Eugster, Simon und Hutter, Marco (2024) A Computational Approach for Internal Tendon Routing Channels in a Tendon-Driven Continuum Joint. Soft Robotics. Mary Ann Liebert. doi: 10.1089/soro.2023.0029. ISSN 2169-5172.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Postprintversion (akzeptierte Manuskriptversion)
18MB

Offizielle URL: https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/soro.2023.0029

Kurzfassung

Tendon-driven continuum soft robots are currently applied in research and are given a promising perspective for future applications. For the routing of the tendons from the actuator to the point where the loading is demanded, two routing possibilities exist in the literature: internal routing of the tendons with the help of structurally embedded Bowden sheaths and external tendon routing where the tendon is not in contact with the soft structure. The application of the latter is a clear disadvantage for applications due to the high risk of interference with the tendon, for example, causing the tendon to break. The first option on the other hand introduces high friction forces into the tendon transmission and affects the elastic characteristic of the continuum and therefore the desired workspace of the system. This article overcomes the aforementioned problems by integrating tendon routings within tendon channels eroded from the continuum structure by a model-based design method. The channels within the continuum structure are computed a priori such that the tendons do not interact with the continuum while moving through its workspace. Overall, a new model-based method for tendon channel design is introduced and a corresponding manufacturing process is established. A continuum joint module prototype is designed to enable roll-pitch-yaw motions with a large accessible workspace. The capabilities of the system are measured in experiments using an external camera for the range of motion. Moreover, walking experiments on the ANYmal robot from ETHZ are presented.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/211029/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A Computational Approach for Internal Tendon Routing Channels in a Tendon-Driven Continuum Joint
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Reinecke, JensJens.Reinecke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9256-0766NICHT SPEZIFIZIERT
Deutschmann, BastianBastian.Deutschmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9139-5719NICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, AlexanderAlexander.Dietrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3463-5074173954218
Eugster, Simons.r.eugster (at) tue.nlhttps://orcid.org/0000-0002-4562-1287NICHT SPEZIFIZIERT
Hutter, MarcoNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-4285-4990NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Dezember 2024
Erschienen in:Soft Robotics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1089/soro.2023.0029
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Trimmer, BarryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Mary Ann Liebert
ISSN:2169-5172
Status:veröffentlicht
Stichwörter:continuum soft robots, tendon-driven joints, model-based design
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Roboterdynamik & Simulation [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Mechatronische Systeme
Hinterlegt von: Deutschmann, Dr. -Ing. Bastian
Hinterlegt am:17 Dez 2024 16:56
Letzte Änderung:17 Dez 2024 16:56

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