基于螺旋结构电静力层压的新型机器人可变刚度机制
机器人学
2025-12-29 v1
摘要
本文引入一种新型可变刚度机制，称为螺旋结构电静力层压（HWS-ELJ），并系统地探讨其在机器人可变刚度指尖设计中的潜在应用。该方法利用电静力增强层间摩擦力，从而抑制相对滑动，实现可调节的刚度。与传统的平面 ELJ 相比，HWS-ELJ 的螺旋配置可随绕组角指数性增加刚度调整，实现相同电极接触面积下的显著刚度提升，同时在等效刚度条件下占用更小的面积。考虑到基于电压控制的实际优势，我们在不同初始力条件下进行了一系列实验测试，以评估 HWS-ELJ 的刚度调制特性。结果表明该机制的合理设计和有效性，结果遵循推导出的理论趋势。此外，我们开发了一个集成 HWS-ELJ 的机器人指纹原型，演示了电压驱动的刚度调制，确认了所提出机器人可变刚度机制的可行性。
引用
@article{arxiv.2512.21534,
title = {A Novel Robotic Variable Stiffness Mechanism Based on Helically Wound Structured Electrostatic Layer Jamming},
author = {Congrui Bai and Zhenting Du and Weibang Bai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.21534},
year = {2025}
}