Johnsen-Rahbek绞盘离合器：一种高扭矩静电离合器
机器人学
2024-08-15 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
在许多机器人系统中，保持状态消耗功率，限制运行时间，并增加运行成本。静电离合器有潜力通过以低功耗产生保持扭矩来改善机器人性能。静电离合器的一个关键限制是其低比剪切应力，这限制了产生的保持扭矩，从而限制了众多应用。在这里，我们展示了如何将Johnsen-Rahbek（JR）效应与指数张力缩放绞盘效应相结合，可以产生文献中最高的比剪切应力离合器。我们的系统产生了31.3 N/cm²的剪切应力和7.1 Nm的总保持扭矩，同时在500 V下仅消耗2.5 mW/cm²。我们提出了一个静电粘附绞盘离合器的理论模型，并展示了在大角度（θ > 2π）设计下，效率高于平面或小角度（θ < π）离合器设计。我们还报告了第一种表现出JR效应的未填充聚合物材料——聚苯并咪唑（PBI）。
引用
@article{arxiv.2312.12566,
title = {Johnsen-Rahbek Capstan Clutch: A High Torque Electrostatic Clutch},
author = {Timothy E. Amish and Jeffrey T. Auletta and Chad C. Kessens and Joshua R. Smith and Jeffrey I. Lipton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.12566},
year = {2024}
}