Thiết bị biến đổi luồng khí tự kích thích cho việc tăng áp định kỳ của robot mềm

Toshio Takayama1, Yusuke Sumi1
1Tokyo Institute of Technology, 2-12-1(I3-13) Ookayama, Meguro-ku, Tokyo, 152-8552, Japan

Tóm tắt

Tóm tắtGần đây, robot mềm điều khiển bằng khí nén đã được phát triển rộng rãi. Nguyên lý hoạt động của loại robot này thường là sự bơm phồng và xì hơi của các buồng khí đàn hồi bằng áp suất không khí. Một số robot mềm cần bơm phồng và xì hơi nhanh chóng và định kỳ các buồng khí của chúng để tạo ra chuyển động liên tục như chuyển động tiến hoặc chuyển động quay. Tuy nhiên, nếu robot mềm cần hoạt động xa nguồn áp suất không khí, các ống khí dài sẽ được yêu cầu để cung cấp áp suất không khí cho các buồng khí của nó. Kết quả là, sẽ có một độ trễ lớn trong việc cung cấp áp suất không khí cho buồng khí, làm chậm chuyển động của robot. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một thiết bị nhỏ gọn có khả năng thay đổi các đường dẫn luồng khí của nó thông qua chuyển động tự kích thích được tạo ra bởi việc cung cấp luồng khí liên tục. Đường kính và chiều dài của thiết bị lần lượt là 20 và 50 mm, và có thể hoạt động trong một ống nhỏ. Robot di động trong ống mà chúng tôi đề xuất được kết nối với thiết bị và có thể di chuyển trong ống nhỏ bằng cách kéo thiết bị vào bên trong nó. Để áp dụng thiết bị này rộng rãi cho các robot mềm khác, chúng tôi cũng bàn về một phương pháp điều chỉnh áp suất đầu ra và tần số chuyển động.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Nomura K, Sato M, Takeuchi H, Minoru K, Ryoichi T, Ishii H, Takanishi A (2017) Development of in-pipe robot with extension hose and balloons. In: Proceedings of the 2017 IEEE international conference on mechatronics and automation (ICMA), pp 1481–1486

Yuichi N, Kazuki K, Shigeki T, Yuuta K, Takuya N (2014) Study of active catheter -development of the mechanism corresponding to a coronary arteries. In: Proceedings of the 2014 JSME conference on robotics and mechatronics, pp 3–205

Hiroyuki S, Hiroki K, Kenta K, Takeyoshi D, Ken M (2012) Mr-safe pneumatic rotation stepping actuator. J Robot Mechatron 24(5):820–827

Kazuo U, Isao E, Koichi S (2007) Development of nutation motors (4th report, development of small-sized and high torque pneumatic nutation motor by the ofw type bevel gears and principle of lever). Trans Jpn Soc Mech Eng (C) 73(730):1731–1736

Koichi S, Shoichi I, Hirohisa T (1992) Applying a flexible microactuator to robotic mechanisms. IEEE Control Syst 12(1):21–27

Shinichi H, Tomohiro M, Sadao K (2002) Prototyping pneumatic group actuators composed of multiple single-motion elastic tubes. J Robot Soc Jpn 20(3):299–306

Takanobu H, Watanabe Y, Ishihara H, Aizawa T, Ohura M (2005) Silkworm handling robot system. In: Proceedings of the 2005 IEEE international conference on robotics and automation, pp 2988–2993

Hidenori O, Yoshihito O (2014) Classification and research trend of soft actuators. J Jpn Soc Precis Eng 80(8):709–712

Wang Z, Torigoe Y, Hirai S (2017) A prestressed soft gripper: design, modeling, fabrication, and tests for food handling. IEEE Robot Autom Lett 2(4):1909–1916

Ozaki K, Wakimoto S, Suzumori K, Yamamoto Y (2011) Novel design of rubber tube actuator improving mountability and drivability for assisting colonosocope insertion. In: Proceedings of the 2011 IEEE international conference on robotics and automation, pp 3263–3268

Shepherd RF, Ilievski F, Choi W, Morin SA, Stokes AA, Mazzeo AD, Chen X, Wang M, Whitesides GM (2011) Multigait soft robot. Proc Natl Acad Sci 108(51):20400–20403

Suzumori K (1993) Micro-walking robot driven by flexible microactuator. J Robot Mechatr0n 15(6):57–541

Toshiro N, Mitsuhiko K (2000) Development of in-pipe mobile robot using pneumatic soft-actuator. J Robot Soc Jpn 18(6):831–838

Jinwan L, Hyunjun P, Sunmoo M, Byungkyu K (2007) Pneumatic robot based on inchworm motion for small diameter pipe inspection. In: Proceedings of the 2007 IEEE international conference on robotics and biomimetics, pp 330–3335

Hitoshi K, Shigeo H (2003) Development of crown motor. Trans Jpn Soc Mech Eng (C) 69(677):117–125

Hideyuki T, Seiichi N, Ato K (2000) Versatile water hydraulic motor driven by tap water. In: Proceedings of the 2000 IEEE/RSJ international conference on intelligent robots and systems, p 2

Hideyuki T (2011) λ-drive: fluid powered drive by using buckling on a flexible tube and its application. J Robot Soc Jpn 29(6):488–491

Yuji M, Hideyuki T (2017) Soft compact valve inducing self-excited vibration and its application for a mobile robot. In: Proceedings of the 2017 JSME conference on robotics and mechatronics, pp 2–103

Takayama T, Takeshima H, Hori T, Omata T (2015) A twisted bundled tube locomotive device proposed for in-pipe mobile robot. IEEE/ASME Trans Mechatron 20(6):2915–2923

Takeshima H, Takayama T (2017) Geometric estimation of the deformation and the design method for developing helical bundled-tube locomotive devices. IEEE/ASME Trans Mechatron 23(1):223–232

Takeshima H, Takayama T (2018) Development of a steerable in-pipe locomotive device with six braided tubes. ROBOMECH J 5(1):1–11

Pocket Book of Japanese Industrial Standard. https://jis.jts-tokyo.com/table-screwed-type-malleable-cast-iron-pipe-fittings-90deg-elbow-fittings-standards/. Accessed 1 Apr 2021

Online catalog of KOGANEI. https://official.koganei.co.jp/product/THROTTLE_VALVES_ALL. Accessed 1 Jul 2021