压力驱动软机器人的拓扑优化
摘要：软体机器人由柔性材料制造，通过弹性变形来完成任务。它们用于各种应用，例如处理易碎物品，导航敏感/复杂环境等，通常由气动/液压负载驱动。尽管在各个工程领域对软体机器人的需求不断增加，但由于缺乏系统化方法，它们主要是手动设计的。本文提出了一种系统的基于密度的拓扑优化方法来设计软体机器人，同时考虑驱动负载的设计相关行为。我们使用达西定律和概念化排水项来模拟应用压力负载的设计相关性质。采用标准有限元方法评估从得到的压力场中获得的一致节点负载。采用鲁棒的拓扑优化公式，并具有多目标目标。通过设计气动网络(PneuNets)的一个构件/软体机器人来证明所提出方法的成功性。优化的构件组合成多个串联以获得不同的PneuNets。生成它们的CAD模型，并在商业软件中使用高压力负载进行研究。根据PneuNets中的构件数量，观察到不同的输出运动。
作者：Prabhat Kumar
论文ID：2209.00223
分类：Computational Engineering, Finance, and Science
分类简称：cs.CE
提交时间：2023-04-13