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2026 conference-paper

Design and Validation of a 7-DoF Robotic Arm Featuring Hybrid Pneumatic-Electric Actuation

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1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

To enable more natural motion mapping between the human arm and a robotic counterpart while reducing control complexity, this paper presents a novel seven-degree-of-freedom (7-DoF) bionic robotic arm with hybrid pneumatic–electric actuation in an antagonistic configuration inspired by the skeletal structure and muscular actuation of the human upper limb. The design combines the high power density and intrinsic compliance of pneumatic artificial muscles with the precision and stability of electric motors, improving motion adaptability and payload-to-weight performance. Kinematic feasibility and motion smoothness for human-like waving are validated via forward kinematics and redundancy-resolved inverse kinematics, together with trajectory simulations. To quantitatively evaluate dexterity and operational range, Monte Carlo sampling is used to generate reachable postures across the workspace, producing a wrist activity map that characterizes attainable orientations and maneuverability. A prototype testbed is built to verify physical performance. Joint-angle tracking experiments for the wrist and elbow, as well as whole-arm coordinated-motion tests, demonstrate accurate trajectory tracking, smooth transitions, and stable motion. These results confirm the mechanical soundness and effectiveness of the proposed hybrid antagonistic actuation scheme. This work provides a practical basis for advanced control development and offers insights into hybrid actuation design for bionic robotic systems.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Design and Validation of a 7-DoF Robotic Arm Featuring Hybrid Pneumatic-Electric Actuation
Date Crossref
04/09/2026
Éditeur
SAE International
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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