Towards planning a modular library for customized designs of serial manipulators, a trade-off is required between minimum modules inventory and maximum robotic applications to be handled. This paper focusses at the types of modules which are majorly based upon optimized payload capacity of the modular links. To find minimum types of modules in the modular library, an exercise has been performed on a large variety of robotic manipulators, with variations in degrees-of-freedom (dof) between 3 and 9 in number and that in payload capacity between 0 and 5 in kgs. Observing the pattern of the maximum-torque based drive-train selections for all the manipulators in consideration, three types of actuators are selected from a set of Maxon motor-gear assemblies. Subsequently, three types of modules are planned—Heavy (H), Medium (M) and Light (L). Challenge involved is the maximum load estimations for each joint involving variations due to large number of dof, various possible configurations and realistic weight estimation. This paper provides a general recursive framework for optimized drive-train, with one step as determination of maximum load estimation at a joint, and the second step as the selection of appropriate motor-gear assembly for the joint—providing an appropriate weight estimation for critical-configuration evaluation of the next link. The methodology is utilized for planning optimized number of modular divisions, for evaluating payload capacity of each division and possible modular combinations for given number of degrees-of-freedom.

中文翻译：

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n-dof机械手的传动系统选择标准：模块化串行机器人库的基础

为了规划用于串行机械手的定制设计的模块化库，需要在最小模块库存和要处理的最大机器人应用程序之间进行权衡。本文着眼于主要基于模块化链路的有效负载容量的模块类型。为了在模块化库中找到最少类型的模块，对各种机器人操纵器进行了练习，自由度（dof）的数量在3到9之间变化，有效载荷容量在0到5之间变化以千克为单位。观察所考虑的所有机械手基于最大扭矩的传动系统选择的模式，从一组Maxon电机齿轮组件中选择三种类型的致动器。随后，计划了三种类型的模块-重（H），中（M）和轻（L）。涉及的挑战是每个关节的最大载荷估计，其中涉及到由于自由度高，各种可能的配置以及实际的重量估计而引起的变化。本文提供了一种用于优化传动系统的通用递归框架，其中第一步是确定关节处的最大载荷估算值，第二步是为关节选择合适的电动机-齿轮组件-为关键部位提供合适的重量估算值-下一个链接的配置评估。该方法用于计划优化数量的模块化分区，评估给定自由度下每个分区的有效负载容量和可能的模块化组合。各种可能的配置和实际的重量估算。本文提供了一种用于优化传动系统的通用递归框架，其中第一步是确定关节处的最大载荷估算值，第二步是为关节选择合适的电动机-齿轮组件-为关键部位提供合适的重量估算值-下一个链接的配置评估。该方法用于计划优化数量的模块化分区，评估给定自由度下每个分区的有效负载容量以及可能的模块化组合。各种可能的配置和实际的重量估算。本文提供了一种用于优化传动系统的通用递归框架，其中第一步是确定关节处的最大载荷估算值，第二步是为关节选择合适的电动机-齿轮组件-为关键部位提供合适的重量估算值-下一个链接的配置评估。该方法用于计划优化数量的模块化分区，评估给定自由度下每个分区的有效负载容量和可能的模块化组合。第二步是为接头选择合适的电动机-齿轮组件-为下一个连杆的关键配置评估提供合适的重量估算。该方法用于计划优化数量的模块化分区，评估给定自由度下每个分区的有效负载容量以及可能的模块化组合。第二步是为接头选择合适的电动机-齿轮组件-为下一个连杆的关键配置评估提供合适的重量估算。该方法用于计划优化数量的模块化分区，评估给定自由度下每个分区的有效负载容量和可能的模块化组合。