Kinematik elastischer Sehnen für sehnengesteuerte Manipulatoren mit Übertragungsreibung

Dieser Artikel schlägt eine neuartige differenzielle Kinematik elastischer Sehnen für sehnengesteuerte Manipulatoren vor, bei denen Sehnen die Aktorkräfte/Drehmomente über eine Reihe von Rollen auf entfernte Glieder übertragen. Die lokale Variabilität von Spannung und longitudinaler Geschwindigkeit in jeder Sehne wird sorgfältig in Bezug auf die Ruhe-Längen der virtuell partitionierten Sehnensegmente entlang der Sehne untersucht. Besondere Aufmerksamkeit wird darauf gelegt, ein geeignetes Reibung-Spannungs-Mechanikmodell zwischen den Rollen und Sehnen zu erstellen, um die Haftstellen zu identifizieren, die als kinematische Einschränkungen wichtig sind. Die kinematischen Beziehungen der Sehnen werden für zwei mögliche Arten der Sehnen-Rollen-Übertragung, d.h. freie-freie und feste-freie Enden, ermittelt, und dann wird eine vollständige Kinematik der Sehne formuliert, indem alle kinematischen Beziehungen, die im gesamten System existieren, ergänzt werden. Simulations- und experimentelle Ergebnisse werden bereitgestellt, um die vorgeschlagene Kinematik der Sehne zu validieren, indem sie mit einem vorherigen einfachen Feder-Modell verglichen wird, bei dem die Spannung durch die relativen Positionen aufeinanderfolgender Rollen bestimmt wurde.