双向串联弹性执行器的研发：基于扭转线圈弹簧及其在四足机器人中的实现
机器人学
2024-09-25 v1
摘要
针对机器人关节，已进行大量研究，以Series Elastic Actuator（SEA）为目标，因为其在灵活性、安全性和能源效率方面都表现出色。SEA处理意外扰动的能力，使其在与人类互动的环境中具有实际应用的前景。另一方面，面向室内娱乐应用的小型机器人开发和商业化正在积极进行，认为在这些机器人中应用SEA可以实现跳跃和跑步等动态运动。在本工作中，我们开发了一种使用线圈弹簧作为弹性元件的小型轻量SEA。通过设计弹簧固定方法，能够实现简单结构下的双向冲击吸收和高精度力量测量。此外，为验证所开发SEA的有效性，我们制作了一个在髋关节、膝关节和踝关节三个关节上实现了SEA的小型单腿机器人，并进行了坠落测试。通过调整各关节的初始姿态和控制增益，我们确认使用简单的PD位置控制即可实现柔性着陆和持续跳跃。测量结果表明，SEA在冲击吸收和能源回收方面具有优势。本工作仅用于科研目的。
引用
@article{arxiv.2409.15791,
title = {Development of Bidirectional Series Elastic Actuator with Torsion Coil Spring and Implementation to the Legged Robot},
author = {Yuta Koda and Hiroshi Osawa and Norio Nagatsuka and Shinichi Kariya and Taeko Inagawa and Kensaku Ishizuka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.15791},
year = {2024}
}
备注
6 pages