Mechatronic tensegrities for energy efficient light robots
Project goals
The project goal is a research of new energy efficient light robots created by mechatronic tensegrities. The challenge is to replace the serial robots with tensegrity mechanisms to maintain a large collision-free workspace while substantially improving the stiffness to mass ratio and overall variability of the robot. Different variants will be investigated and optimized in order to maximize workspace, dynamic stiffness and operation speed at minimum robot mass. Broad potential of controllability and observability of tensegrity by internal actuators and sensors will be investigated. The vibration suppression control will be combined with the motion control and control of internal and interaction forces. The distributed actuators bring the possibility of temporary relax of potentially colliding tendons during motion. The capability of tensegrity with spring tendons to absorb potential energy will be used for energy efficient motion/force planning and control. The most promising robots and their control strategies will be tested on virtual prototypes and simplified demonstrators.
Keywords
Tensegrity mechanismtensegrity structuretensegrity robotmechatronicsserial-parallel robotcable driven robotenergy efficient robotmotion controlvibration suppressionrobot workspacemultibody system dynamics
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202000001
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta strojní
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
20-21893S
Alternative language
Project name in Czech
Mechatronické tensegrity pro energeticky efektivní lehké roboty
Annotation in Czech
Cílem projektu je výzkum nových energeticky efektivních lehkých robotů tvořených mechatronickými tensegritami. Snahou je náhrada seriových robotů tensegritními mechanismy a udržení velkého bezkolizního pracovního prostoru při podstatném zlepšení poměru mezi tuhostí a hmotností a celkové variability robotu. Různé varianty budou zkoumány a optimalizovány pro maximalizaci pracovního prostoru, dynamické tuhosti a rychlosti operací při minimální hmotnosti robotu. Bude zkoumán velký potenciál řiditelnosti a pozorovatelnosti tensegrit vnitřními aktuátory a senzory. Řízené snižování vibrací bude kombinováno s řízením pohybu a řízením vnitřních a interakčních sil. Distribuované aktuátory přinesou možnost dočasného uvolňování potenciálně kolidujících vláken během pohybu. Schopnost tensegrit s pružinovými vlákny absorbovat potenciální energii bude využita k energeticky efektivnímu plánování a řízení pohybu a sil. Nejnadějnější roboty a jejich strategie řízení budou testovány na virtuálních prototypech a zjednodušených demonstrátorech.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2020
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 12, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GA-R
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
7,678 thou. CZK
Public financial support
7,258 thou. CZK
Other public sources
420 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
7 678 CZK thou.
Public support
7 258 CZK thou.
94%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Applied mechanics
Solution period
01. 01. 2020 - 31. 12. 2022