Improved hybrid pneumatic-electric actuator for robot arms
Notice bibliographique
Résumé
Robot arms require actuators that are powerful, precise and safe. In this paper we present the design and implementation of a novel rotary hybrid pneumatic-electric actuator (HPEA) for use in robot arms, particularly those intended for collaborative applications. It produces 3.5 times higher torque than prior HPEAs while maintaining the low mechanical impedance and inherent safety of the HPEA approach. Its low mechanical impedance results from its low friction and inertia. It has 450 times less inertia and 15 times less static friction than an industrial robot actuator with similar maximum continuous output torque. The design features four pneumatic cylinders connected in parallel with a small DC motor. The DC motor is directly connected to the output shaft. After the mechatronic design and system model are described, the control system design consisting of an outer position control loop and inner pressure control loop is presented. Experiments were performed with the actuator prototype rotating a link and payload with a rotational inertia equivalent to a linear actuator moving a 573 kg mass. Averaged over five tests, a root-mean-square error of 0.038° was achieved for upwards vertical moves. The steady-state error (SSE) was only 0.0045°, even when the arm was under maximum gravity load, primarily due to the adaptive friction compensator employed in the outer control loop. This SSE is almost ten times smaller than the best value reported for previous HPEAs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».