用于高透明度机器人运动的有缆驱动滚动膜片传动的设计与力学

由于滚动膜片摩擦低，且液压传动具有功率密度和刚度优势，滚动膜片传动在医疗和遥操作机器人中的应用备受关注。然而，在某些滚动膜片构型中，刚度所需的压力预载可能与轴承载荷形成权衡，且传动装置安装较为困难。缆索驱动的采用可补足滚动膜片传动的优势，但保持缆索张力对于最优且一致的性能至关重要。本文研究了一种带缆索驱动的同轴对置滚动膜片构型及电子传动控制系统，重点关注系统可靠性与可扩展性。提出了可实现力平衡、传动压力与轴承载荷解耦以及缆索张力维持的机械结构。同时给出了传动装置安装、相位校准与操作自动化的关键考量与流程。我们还对系统刚度进行了分析以识别主要柔度来源，并通过实验验证原型设计性能。