論文の概要: Flexible-body Modeling, Kinematic Identification, and Assembly Accuracy of Overconstrained Spatial Linkages
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.17627v1
- Date: Tue, 15 Sep 2026 07:52:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.45961
- Title: Flexible-body Modeling, Kinematic Identification, and Assembly Accuracy of Overconstrained Spatial Linkages
- Title（参考訳）: 過制約空間リンクのフレキシブルボディモデリング, 運動的同定, 組立精度
- Abstract要約: 本研究では,参照定式化のフローティングフレームに基づくフレキシブルな多体モデリングフレームワークを提案する。
このアプローチは、ベネット4バー機構の3DプリントPLAプロトタイプに対して検証されている。
実験結果とシミュレーション結果を比較し,これらの過剰拘束機構が自己集合傾向を示すことを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2424985698474422
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Overconstrained rational single-loop linkages are efficient, compact, and low-cost custom mechanisms, yet their deployment in industrial settings is limited. In simulations, rigid body formulations fail due to redundant constraints. This study presents a flexible multibody modeling framework based on the floating frame of reference formulation, and delivers an overall accuracy analysis of assembled linkages prototypes. The approach is validated against 3D-printed PLA prototypes of a Bennett four-bar mechanism, including variants with intentional joint-axis misalignment, which theoretically, from the rigid body point of view, cannot be assembled. A supplementary contribution is delivered in the form of a kinematic parameter identification methodology suited for this type of mechanism with ill-conditioned Jacobian. The experimental and simulation results are compared and reveal that these overconstrained mechanisms exhibit a self-assembling tendency -- structural compliance drives the assembly toward the ideal geometric configuration, distributing constraint stress throughout the structure. Additional qualitative demonstrations using cardboard tubes and bamboo sticks as link building blocks confirm that functional mechanisms can be realized from low-cost, unconventional materials with limited manufacturing accuracy. The proposed modeling pipeline is fully algorithmic and enables design optimization in the future.
- Abstract（参考訳）: 過度に制約された合理的な単一ループリンクは効率的でコンパクトで低コストなカスタムメカニズムであるが、産業環境での展開は限られている。
シミュレーションでは、剛体の定式化は冗長な制約のために失敗する。
本研究では,参照定式化のフローティングフレームに基づくフレキシブルな多体モデリングフレームワークを提案する。
この手法はベネット4バー機構の3DプリントPLAの試作機に対して検証され、理論的には剛体の観点からは組み立てられない意図的な関節軸不整合を持つ変種を含む。
補足的寄与は、不条件ヤコビアンを持つこの種のメカニズムに適した運動パラメータ同定手法の形で与えられる。
実験結果とシミュレーション結果を比較し,これらの過剰拘束機構が自己集合的傾向を示すことを示した。
段ボール管と竹棒をリンクビルディングブロックとして用いた付加的な定性的実証実験により,低コストで製造精度の低い非伝統的な材料から機能的機構が実現できることが確認された。
提案するモデリングパイプラインは完全にアルゴリズム的であり、将来設計の最適化を可能にする。
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