論文の概要: Curvature by Design: A Support Structure for Continuum Robots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.07091v1
- Date: Wed, 04 Nov 2026 19:52:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-06 21:50:50.442236
- Title: Curvature by Design: A Support Structure for Continuum Robots
- Title（参考訳）: デザインによる曲率:連続ロボットの支持構造
- Abstract要約: 連続体ロボットのキネマティクスを単純化するために、定数およびピースワイズ・コンスタント・曲率モデルが広く用いられている。
本稿では,連続ロボットを機械的に拘束し,所定の一定あるいは空間的に変化する曲率プロファイルを示すマルチセグメントシザーベース支持構造を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Constant- and piecewise-constant-curvature models are widely used to simplify the kinematics of continuum robots, although the assumed curvature profiles are not necessarily inherent mechanical properties of the robot and may therefore be violated during operation. Rather than assuming a prescribed curvature profile in the kinematic model and estimating deviations from it, this paper presents a multi-segment scissor-based support structure that mechanically constrains a continuum robot to exhibit prescribed constant or spatially varying curvature profiles. The design uses Taylor approximations to enable an overconstrained multi-joint linkage to predictably distribute global bending among the small-angle movements of multiple flexures. The geometric coupling is realized using compliant flexure joints, enabling the support structure to be manufactured as a single piece. The structure is integrated with a tendon-actuated continuum robot with a flexible backbone. Experiments show that the structure makes the robot resistant to deformations other than the prescribed curvature, significantly enhancing shape precision compared to classical flexible-backbone designs. This constrains the robot from making S-shapes when external loads are applied in the opposite direction of the bending. By mechanically constraining the admissible deformation, the proposed structure reduces the number of independent shape variables that must be estimated.
- Abstract（参考訳）: 定値および定値の曲率モデルは連続体ロボットのキネマティクスを単純化するために広く用いられているが、仮定された曲率プロファイルは必ずしもロボット固有の機械的特性ではないため、操作中に違反する可能性がある。
本稿では, 運動モデルにおける所定の曲率プロファイルを仮定し, 偏差を推定する代わりに, 連続ロボットを機械的に拘束し, 所定の一定あるいは空間的に変化する曲率プロファイルを示すマルチセグメント型支持構造を提案する。
この設計はTaylor近似を用いて、過剰に制約された多重接合リンクにより、複数の屈曲の小さな角運動の間で、大域的な曲げを予測可能として分配する。
この幾何学的結合は、適合する屈曲継手を用いて実現され、支持構造を単一部品として製造することができる。
この構造は、柔軟なバックボーンを備えた腱作動型連続ロボットと一体化されている。
実験により、ロボットは所定の曲率以外の変形に抵抗し、古典的なフレキシブルバックボーンの設計に比べて形状精度を著しく向上することが示された。
これにより、外部荷重が曲げの反対方向に印加された場合、ロボットはS字を作らない。
機械的に許容変形を制限することにより、推定される独立した形状変数の数を減らすことができる。
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