3D Shrinking for Rapid Fabrication of Origami-Inspired Semi-Soft Pneumatic Actuators
Notice bibliographique
Résumé
Soft actuators are an essential component of soft robots. They are also well suited for human-friendly robots due to their intrinsic safety. The advantages of origami structures have motivated the development of origami-inspired semi-soft actuators. In this paper, a novel rapid, systematic and cost-effective fabrication method for durable origami-inspired semi-soft pneumatic actuators is presented. The proposed method employs heat-shrinkable polymers conforming to reusable molds. It is applicable to a variety of origami patterns, and it produces actuators with consistent performance. Two origami semi-soft pneumatic actuator designs (accordion and Yoshimura patterns) have been fabricated. Each actuator was fabricated in less than 10 minutes (not including the time required to create the molds and plastic components). A nonlinear finite-element model is developed to predict the actuator's folding behavior and blocked force. The results show that it can predict the blocked force with a maximum error of 5.7% relative to experimental measurements. This model can be used to improve the design of future actuators. Experimental results for isometric, isobaric, isotonic and cyclic fatigue tests for the accordion pattern actuator are included and discussed. The actuator prototype has a maximum stroke of 40 mm (or 36% of its effective length) and a maximum blocked force of 124 N at a vacuum pressure of -80 kPa. It also showed no decrease in performance and no leakage after 1000 cycles with a payload of 0.9 kg, demonstrating its durability compared to previous origami-inspired semi-soft pneumatic actuators. Finally, it has a high force-to-weight ratio as it can lift a load more than 118 times its own weight. Its performance demonstrates that powerful, lightweight and durable actuators can be easily produced by the proposed fabrication method.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».