論文の概要: A Monolithic Hand with Asymmetric Origami Bending and Dual-chamber Actuators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.22320v1
- Date: Fri, 24 Jul 2026 13:58:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-27 20:58:57.14836
- Title: A Monolithic Hand with Asymmetric Origami Bending and Dual-chamber Actuators
- Title（参考訳）: 非対称折り紙曲げとデュアルチャンバーアクチュエータを用いたモノリシックハンド
- Abstract要約: 屈曲運動を発生させる非対称折り紙曲げ(AOB)パターンと多機能化のための非対称デュアルチャンバー(ADC)設計を導入する。
AOBシングル(AOB-S)チャンバーとAOBデュアルチャンバー(AOB-D)ユニットは、提案した折り紙インスパイアされたSoft Robotic(OSOR)ハンドの指と手のひらアクチュエータを構成するように設計されている。
OSORハンドは、バイオインスパイアされた指先の動きと、モノリシックな構造内での適切な出力性能を達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.56346660632713
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The passive adaptability inherent in soft robotic hands affords them advantages in applications that require safe and compliant interaction. However, existing soft robotic hands often struggle to simultaneously achieve adequate output performance and easy manufacturing due to their complicated structures. In this paper, we introduce the asymmetric origami bending (AOB) pattern for generating bending motion and the asymmetric dual-chamber (ADC) design for obtaining multifunction capability. The AOB single (AOB-S) chamber and AOB dual-chamber (AOB-D) units are designed and constitute the finger and palm actuators of the proposed Origami-inspired SOft Robotic (OSOR) hand. The OSOR hand achieves bio-inspired fingers-palm motions and adequate output performance within a monolithic structure that significantly simplifies the manufacturing process. By defining the asymmetric ratio to characterize the geometric asymmetry of the unit, the analytical models of the AOB and ADC structures are proposed. The Finite Element Analysis tool for the design of AOB actuators is obtained by geometric analysis. The asymmetric origami design grants the integrated manufacturing of the OSOR hand through a Selective Laser Sintering printing process with a single thermoplastic polyurethane material. The model and simulations are validated by experimental results. Experiments show the finger and palm maximum bending motion range of 203° and 40°, respectively, with output forces of 6.3 N and 16 N. The OSOR hand is capable of pinching a piece of tissue, stably grasping water bottles with two fingers, palm-only grasping, and completing the power grasps in the taxonomy of manufacturing grasps. The compactness, performance, and easy manufacturing of the proposed hand benefit the development of the soft robotic hand with new possibilities.
- Abstract（参考訳）: ソフトロボットハンドに固有の受動的適応性は、安全で適合した相互作用を必要とするアプリケーションにおいて、それらに利点をもたらす。
しかし、既存のソフトロボットハンドは、複雑な構造のため、適切な出力性能と簡単な製造を同時に達成するのに苦労することが多い。
本稿では, 屈曲運動を発生させる非対称折り紙曲げ(AOB)パターンと多機能化のための非対称デュアルチャンバー(ADC)設計を紹介する。
AOBシングル(AOB-S)チャンバーとAOBデュアルチャンバー(AOB-D)ユニットは、提案した折り紙インスパイアされたSoft Robotic(OSOR)ハンドの指と手のひらアクチュエータを構成するように設計されている。
OSORハンドは、バイオインスパイアされた指先の動きと、モノリシックな構造内での適切な出力性能を達成し、製造プロセスを大幅に単純化する。
単位の幾何学的非対称性を特徴づける非対称比を定義することにより、AOBおよびADC構造の解析モデルを提案する。
AOBアクチュエータの設計のための有限要素解析ツールは幾何解析によって得られる。
非対称折り紙設計は、選択レーザー焼結印刷プロセスを通じてOSORハンドを単一の熱可塑性ポリウレタン材料で一体化する。
モデルとシミュレーションは実験結果によって検証される。
6.3Nと16Nの出力力で、指と手のひら最大曲げ運動範囲を203°、手のひら最大曲げ運動範囲を40°で示し、このOSORハンドは、組織片を挟み、安定して2本の指で水のボトルをつかみ、手のひらのみをつかみ、製造把握の分類においてパワー把握を完了させることができる。
提案したハンドのコンパクト性,性能,製造が容易であることは,ソフトロボットハンドの開発に新たな可能性をもたらす。
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