トポロジー最適化による空気圧ソフトアクチュエータの設計と実験的検証
Topology-Optimized Pneumatic Soft Actuator: Design and Experimental Validation
非線形トポロジー最適化を用いて空気圧駆動のソフトアクチュエータを3D設計し、造形・実験で性能を検証した論文。
著者: Sumit Mehta, Konstantinos Poulios
分類: cs.RO
原文アブストラクト
This paper demonstrates the computational design of soft elastomeric pneumatic actuators using nonlinear topology optimization. An existing density- and porohyperelasticity-based topology optimization framework was extended from 2D to 3D and used to generate two manufacturable actuator designs, which were then studied numerically and experimentally. For both designs, the objective was to maximize the bending response for a prescribed actuation pressure under two different allowable strain limits. A key advantage of the employed topology optimization framework is that it can consistently, during the optimization, account for the very large deformations induced upon pressurization. The two optimized 3D designs were fabricated using stereolithography and experimentally tested to validate their performance.
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