論文の概要: A Compact Robotic Finger with 2-DoF MCP Joint Embedding DoF-Selective Passive Continuously Variable Transmission for Wide Force-Speed Operating Range
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.00769v1
- Date: Tue, 01 Sep 2026 05:57:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-02 16:31:36.407681
- Title: A Compact Robotic Finger with 2-DoF MCP Joint Embedding DoF-Selective Passive Continuously Variable Transmission for Wide Force-Speed Operating Range
- Title（参考訳）: DoF-Selective Passive Continuously Variable Transmission を用いた2自由度MCP継手付き小型ロボットフィンガー
- Authors: JaeHyung Jang, Jee-Hwan Ryu,
- Abstract要約: この手紙は、柔軟受動型連続変速機(CVT)を備えた小型2自由度ロボット指(DoF)を提示する。
ヒト中手指関節の機能的分化にインスパイアされ、提案機構はDoF特異的な伝達分化を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.307737035842072
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This letter presents a compact two-degree-of-freedom (DoF) robotic finger with a flexion-selective passive continuously variable transmission (CVT) to achieve a wide force-speed operating range. Inspired by the functional differentiation of the human metacarpophalangeal (MCP) joint, the proposed mechanism realizes DoF-specific transmission differentiation by selectively assigning passive CVT to the flexion-extension DoF while preserving direct transmission for abduction-adduction. For a wide force-speed operating range, a force-responsive passive CVT is embedded in the flexion pathway, while direct transmission is preserved for the abduction-adduction pathway. To selectively realize transmission adaptation within a multi-DoF MCP mechanism, an output-side passive CVT employing a moving-pulley-inspired wire-routing structure is introduced. The resultant force generated by the wire tensions acting on the pulley that passively increases the flexion moment arm and transmission ratio according to the applied load without additional actuators, sensors, or control. Experimental results demonstrate a maximum output-force amplification of 4.19-fold and a mean amplification of 3.6-fold across the tested flexion angles ranging from 15 degrees to 75 degrees through moment-arm adaptation, thereby substantially expanding the achievable force-speed operating range. Furthermore, dexterous ball-rolling experiments verify that passive transmission adaptation can be achieved while preserving abduction-adduction functionality. These results demonstrate a scalable transmission design strategy for compact multi-DoF robotic hands.
- Abstract（参考訳）: 本文は, 柔軟受動型連続変速機(CVT)を備えた小型2自由度ロボット指を用いて, 広い力速動作範囲を実現することを目的とする。
提案機構は,ヒト中手指節関節の機能的分化に着想を得て,受動CVTを屈曲伸展性DoFに選択的に割り当てると共に,吸収付加の直接的伝達を保ちながら,DoF特異的な伝達分化を実現する。
広い力速動作範囲では、力応答型受動CVTが屈曲経路に埋め込まれ、直接伝達は吸引付加経路に保存される。
マルチDoF MCP機構内での伝送適応を選択的に実現するために、移動パルスインスパイアされたワイヤルーティング構造を用いた出力側受動CVTを導入する。
プーリに作用するワイヤ張力によって生じる結果の力は、追加のアクチュエータ、センサ、制御なしで、加わった荷重に応じて、受動的に屈曲モーメントアームと伝達比を増大させる。
実験の結果、最大出力力増幅は4.19倍、平均出力増幅は15度から75度の範囲で測定された曲げ角度を平均3.6倍にし、これにより達成可能な力速動作範囲を大幅に拡大した。
さらに, 誘引付加機能を保ちながら, 受動トランスミッションの適応が可能であることを確認する。
これらの結果は、コンパクトなマルチDoFロボットハンドのためのスケーラブルなトランスミッション設計戦略を示す。
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