基于变刚度张力结构的柔性执行器的设计与实现

《Robotica》：Design and implementation of a variable stiffness tensegrity-based compliant actuator

可变刚度机构通过 tensegrity 结构消除刚性元件直接接触，降低摩擦和阻尼，实现宽范围刚度调节及旋转刚度与角度解耦，提出MACCEPA机构并验证单关节结构，扩展至串联、线驱动和直驱多关节机制，评估不同配置特性为VSA实施提供新方案。

　　

摘要

变刚度执行器（VSA）在传统刚性机构难以完成的任务中表现出色。在分析了现有VSA的优缺点后，提出了一种基于张力整体结构的新型变刚度柔性执行器。该执行器利用张力整体结构消除了刚性元件之间的直接接触，从而降低了内部机械摩擦，实现了低阻尼和柔性运动。此外，它通过使用不同类型的机械可调柔顺性和可控平衡位置执行器（MACCEPA），实现了广泛的刚度调节，并将旋转刚度与旋转角度解耦。本文对单关节执行器的刚度进行了分析并进行了实验验证。随后，将该设计扩展到了多关节机构应用中，包括串联机构配置、线驱动机构配置和直驱机构配置。对这三种配置的结构特性进行了评估，为VSA的应用提供了多种选择。这些研究工作可能为VSA领域带来新的见解。

---

---