计算机科学 > 机器人技术
[提交于 2025年7月15日
]
标题: 多磁铁嵌入式软连续机器人的统一建模与结构优化以增强运动学性能
标题: Unified Modeling and Structural Optimization of Multi-magnet Embedded Soft Continuum Robots for Enhanced Kinematic Performances
摘要: 本文提出了一种统一的建模和优化框架,以提高多磁体嵌入软连续机器人(MeSCRs)的运动性能。为此,我们建立了一个基于扩展伪刚体模型的可微系统公式。该公式能够分析在磁驱动下的平衡适定性和所诱导配置的几何特性。特别是,我们证明了MeSCR的最大可控自由度等于嵌入磁体数量的两倍。随后,我们开发了一个基于微分几何的结构优化框架,将经典的运动学度量(例如操作性和灵活性)与嵌入磁体的配置联系起来。所得的优化条件表明,提高局部性能需要结构性地调节配置空间度量的谱以抵消其畸变。在代表性条件下推导了最优磁体配置的显式解,并提出了一种基于梯度的数值方法用于一般设计场景。仿真研究验证了所提出框架的有效性。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.