静电制动器实现欠驱动高自由度机器人的单关节控制

高度分节的生物机体为极其灵巧的机械结构提供了蓝图，但构建具有类似能力的机器人对应物一直受到阻碍，原因在于难以开发出兼具生物肌肉的高强度与紧凑性的机电执行器。我们开发了一种可堆叠的静电制动器，其比张力与重量与肌肉相当，并将其集成到机器人关节中。与机电电机相比，我们的带制动器的关节在施加相似保持扭矩的情况下轻四倍、能效高一千倍。我们的关节设计使仅配备一个电机的十自由度机器人能够同时操控多个物体。我们还表明，使用制动器可使双指机器人对物体进行手内重定位的速度比无制动器时快45%，且定位误差降低53%。与全驱动机器人相比，我们的研究结果表明，配备此类静电制动器的机器人将具有更低的重量、体积和功耗，同时保留到达任意关节构型的能力。