Design and Kinematic Control of the Cable-Driven Hyper-Redundant Manipulator for Potential Underwater Applications
Notice bibliographique
Résumé
Underwater manipulators are important robotic tools in the exploration of the ocean environment. Up to now, most existing underwater manipulators are rigid and with fixed 5 or 7 degrees of freedom (DOF), which may not be very suitable for some complicated underwater scenarios (e.g., pipe networks, narrow deep cavities, etc.). The biomimetic concept of muscles and tendons is also considered as continuum manipulators, but load capacity and operation accuracy are their essential drawbacks and thus limit their practical applications. Recently, the cable-driven technique has been developed for manipulators, which can include numerous joints and hyper-redundant DOF to execute tasks with dexterity and adaptability and thus they have strong potential for these complex underwater applications. In this paper, the design of a novel cable-driven hyper-redundant manipulator (CDHRM) is introduced, which is driven by multiple cables passing through the tubular structure from the base to the end-effector, and the joint numbers can be extended and decided by the specific underwater task requirements. The kinematic analysis of the proposed CDHRM is given which includes two parts: the cable-joint kinematics and the joint-end kinematics. The geometric relationship between the cable length and the joint angles are derived via the established geometric model for the cable-joint kinematics, and the projection relationship between the joint angles and end-effector’s pose is established via the spatial coordinate transformation matrix for the joint-end kinematics. Thus, the complex mapping relationships among the cables, joints and end-effectors are clearly achieved. To implement precise control, the kinematic control scheme is developed for the CDHRM with series-parallel connections and hyper-redundancy to achieve good tracking performance. The experiment on a real CDHRM system with five joints is carried out and the results verify the accuracy of kinematics solution, and the effectiveness of the proposed control design. Particularly, three experiments are tested in the underwater environment, which verifies its good tracking performance, load carrying and grasping capacity.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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) | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».