Sammanfattning Detta dokument presenterar en ram för att optimera både formen och rörelsen av en planar stel end-effector för att tillfredsställa en önskad manipulation uppgift. Både form och rörelse spelar viktiga roller när det gäller att bestämma kontaktinteraktionen, och samtidigt som båda betraktas som konstruktions- och kontrollfriheter utforskas deras synergier sällan formellt. I detta papper studerar vi kvasistatiska problem som cam design, eller dynamiska problem som bollkastning, där både form och rörelse av ytorna vid kontakt är relevanta. Vi beskriver detta designproblem som ett icke-linjärt optimeringsprogram, där form och rörelse är beslutsvariabler representerade som splines. Uppgiften representeras som en rad begränsningar, tillsammans med en fitnesskostnad, som tvingar lösningen att vara kompatibel med dynamiken i friktionshård kontakt samtidigt som den uppfyller uppgiften. Vi illustrerar tillvägagångssättet med exempel problemet med att flytta en disk längs en önskad väg eller bana, och vi verifierar den genom att tillämpa den på tre klassiska designproblem: den rullande brachistochorone, utformningen av tänder av involute växlar, och tonhöjdskurvan för rullande kameror. Vi avslutar med en fallstudie som innebär optimering och verkligt genomförande av form och rörelse av en dynamisk kastarm.
Formdesign problem formuleras som en icke-linjär optimering problem med de kinematiska och dynamiska relationer som begränsningar i REF.
Optimal Shape and Motion Planning for Dynamic Planar Manipulation.
{'venue': 'Robotics: Science and Systems', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}