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Design and Validation of a Bio-Inspired Tendon-Driven Continuum Manipulator

Biehn, Joshua (2025) Design and Validation of a Bio-Inspired Tendon-Driven Continuum Manipulator. Masterarbeit, Hochschule Rhein-Waal.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
2MB

Kurzfassung

This thesis develops bio-inspired, multi-segment tendon-driven continuum manipulator through a structured, iterative design process. Combining piecewise constant-curvature modeling, for design validation, with hybrid soft-rigid joint fabrication, three prototypes explore trade-offs among anatomical scale, actuation efficiency, and structural compliance. Novel, internal, soft-rigid components, buckling-mitigation features and internally routed tendons are integrated and evaluated under a common experimental framework. Demonstrations include single-finger grasps and coordinated bimanual object handling, confirming the manipulator's viability for humanoid end-effector tasks. The final design produced a tip-load of approx. 17N for a pinching grasp and approx. 12N in a power grasp, with 4 degrees of freedom and a maximum bending angle of 209 degree. Future work will focus on closed-loop control, dynamic interaction testing, and scaling to multi-digit hands.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/213908/
Dokumentart:Hochschulschrift (Masterarbeit)
Titel:Design and Validation of a Bio-Inspired Tendon-Driven Continuum Manipulator
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Biehn, Joshuajoshua.biehn (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:21 April 2025
Open Access:Nein
Seitenanzahl:78
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Tendon-Driven Continuum Manipulator, Design Guidelines, Robotic Manipulator
Institution:Hochschule Rhein-Waal
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 - Mechatronik [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Mechatronische Systeme
Hinterlegt von: Neumann, Oliver Sebastian
Hinterlegt am:13 Mai 2025 15:49
Letzte Änderung:19 Mai 2025 10:23

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