基于最大力矩传递率的串联弹性作动器性能分析
机器人学
2019-02-15 v1
摘要
串联弹性作动器（SEA）系统作为一种配备柔顺元件的作动系统，不仅推动了人机交互机器人的发展，也广泛促进了机器人领域的诸多改进。然而，其性能仍存在局限：为实现柔顺性而采用的弹性弹簧被认为限制了作动器性能，从而降低了力/力矩生成的频率带宽，且在需要提供大力矩时带宽进一步下降。这一弱点反过来源于电机及电机驱动（如力矩与速度限制）的局限。本文提供了用于分析这些局限作为传动系统对SEA性能影响的数理工具。定义了一种称为最大力矩传递率（MTT）的新准则，以评估SEA充分利用电机最大连续力矩的能力。此外，基于所提出的MTT，提出了一种原创的频率带宽概念——最大力矩频率带宽，其可指示SEA能够生成最大力矩的最高频率。所提出的MTT可作为性能的独特准则，从而可利用其对SEA的各种设计参数（包括负载条件、机械设计参数及控制器参数）进行评估。多种条件下的实验结果验证了MTT能精确指示SEA性能的局限，并可被用于准确分析SEA控制器的局限。
引用
@article{arxiv.1902.05346,
title = {Performance Analysis of Series Elastic Actuator based on Maximum Torque Transmissibility},
author = {Chan Lee and Sehoon Oh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.05346},
year = {2019}
}