用于轻量化与高能效柔顺机器人的高密度3D打印复合弹簧

弹簧储存机械能类似于电池储存电能。然而，传统弹簧笨重且相对于电池储存的机械能有限，即其质量-能量密度低。下一代3D打印技术有望实现低成本、轻量且高储能容量的弹簧制造。本文提出了一种利用结构优化设计的高密度3D打印扭转螺旋弹簧。通过优化弹簧内部结构，与等厚扭转螺旋弹簧相比，我们获得了45%的质量-能量密度提升。我们的结果表明，经优化设计的3D打印弹簧可使机器人每单位质量回收更多机械能，从而潜在降低控制机器人所需的能量。