一种具有高执行应力和集成制动的双层静电薄膜致动器
机器人学
2025-11-12 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
驱动常规电机的机器人系统常面临质量大、控制算法复杂以及需要额外制动机制等挑战，这限制了其在轻量和紧凑型机器人平台上的应用。静电薄膜致动器具有薄型、柔软、轻便以及高开环定位精度等优势。然而，常规致动器在空气中的执行应力仍需提高，尤其是广泛使用的三相电极设计。为了提升致动器的输出性能，本文提出了一种具有集成制动功能的双层静电薄膜致动器。通过在顶层和底层交替分布电极，在相同的制造约束条件下实现更小的有效电极间距，从而实现约 241~N/m 的执行应力，较以前在空气中工作的三相致动器提升了 90.5%。此外，其集成的静电黏附机制使制动模式下能够实现负载保持。本文进行了若干演示，包括常规单层致动器与所提出双层致动器之间的拔河、有效载荷操作、单自由度机器人臂以及双模式抓手，以验证该致动器在执行和制动两种模式下的优势能力。
引用
@article{arxiv.2511.08005,
title = {A Two-Layer Electrostatic Film Actuator with High Actuation Stress and Integrated Brake},
author = {Huacen Wang and Hongqiang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08005},
year = {2025}
}