論文の概要: SPiralRoll: A Novel Adjustable-Stiffness Underactuated 3-DoF Joint with Torsion Springs for Rolling Robots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.22443v1
- Date: Sun, 21 Jun 2026 11:27:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 14:54:35.186332
- Title: SPiralRoll: A Novel Adjustable-Stiffness Underactuated 3-DoF Joint with Torsion Springs for Rolling Robots
- Title（参考訳）: SPiralRoll: 転がりロボットのためのねじりばね付き3自由度可変3自由度継手
- Authors: Louis Keith, George Ripper, and Seyed Amir Tafrishi,
- Abstract要約: SPiralRollは、ローリングロボットとコンプライアンスロボットのアクティベーションのための、新しいトーションスプリングベースの不活性な機構である。
この機構は、アーク分散弾性部材と2つのモータ入力を使用して、3つの物理的に観測可能な出力運動を実現する。
フルアーク設計はより優れた構造支持とより滑らかな変形を提供するが、シングルアーク設計はより大きな変形とより強力な慣性励起をもたらす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0604607292133101
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Compliant mechanisms are important in robotics because they can improve adaptability, safety, and energy efficiency while reducing hardware complexity. This paper presents SPiralRoll, a novel torsion-spring-based underactuated compliant mechanism for rolling robots and compliant robotic actuation. The mechanism uses arc-distributed elastic members and two motor inputs to realize three physically observable output motions: rotational motion, radial expansion/contraction, and axial spin induced by nonlinear compliant deformation. Two configurations, namely full-arc and single-arc designs, are developed and experimentally evaluated. Beyond benchtop validation, the mechanism is integrated into a spherical rolling robot, where proof-of-concept experiments demonstrate forward rolling and turning. The results show that the full-arc design provides better structural support and smoother deformation, whereas the single-arc design yields larger deformation and stronger inertial excitation, making it more suitable for pendulum-driven rolling locomotion. Overall, SPiralRoll provides a low-cost, compact, and fully 3D-printable solution for underactuated compliant rolling robots and adaptive robotic joints.
- Abstract（参考訳）: ロボット工学では、ハードウェアの複雑さを減らしながら適応性、安全性、エネルギー効率を向上させるため、互換性のメカニズムが重要である。
本稿では,転がりロボットとロボットの運動に適合する新規なねじりばねを用いた不活性化機構であるSPiralRollを提案する。
この機構はアーク分散弾性部材と2つのモータ入力を用いて、3つの物理的に観測可能な出力運動を実現する。
2つの構成、すなわちフルアークとシングルアークの設計が開発され、実験的に評価された。
ベンチトップの検証以外にも、このメカニズムは球状転がりロボットに統合され、概念実証実験は前方転がりと回転を実証する。
その結果、フルアーク設計はより構造的支持とスムーズな変形を提供する一方、シングルアーク設計はより大きな変形とより強い慣性励起をもたらすことが示され、振り子駆動のローリングローコモーションにより適していることがわかった。
SPiralRollは、低コストでコンパクトで完全に3Dプリント可能なソリューションで、不活性なローリングロボットと適応的なロボットジョイントを提供する。
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