变刚度关节机器人

免力传感器柔顺控制

每个关节配备紧凑型力矩控制执行器，仅靠编码器即可实现宽范围可控刚度，无需末端力/力矩传感器。

Huang, Chunhung · Chiao, Kuanwei · Yu, Chen Pin · Yen-Chien, Kuo · Lan, Chaochieh

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2023

技术优势

省掉六维力传感器

只用电机编码器就能测量和控制关节输出力矩，无需在末端安装昂贵的六维力/力矩传感器，降低系统成本与体积。

关节本体具备柔顺

每个关节都有力矩控制执行器，连杆自身可主动柔顺，避免依靠末端传感器无法提供的连杆碰撞防护。

末端柔顺方向可调

通过调整每个关节的柔顺贡献，可独立设定末端在各方向上的刚度，适应不同任务需求。

应用场景

• 人机协作机器人：无需外置力传感器即可实现安全交互，降低协作机器人成本与复杂性。
• 人形机器人柔顺关节：提供紧凑的力矩控制关节，便于在仿人机器人中实现多个自由度的柔顺控制。
• 医疗机器人安全交互：通过关节柔顺性避免意外碰撞伤害，适用于与患者近距离操作的医疗机器人。
• 工业机器人柔顺装配：可调末端柔顺性有助于吸收装配误差，提高工业机器人在精密装配中的适应性。
• 具身智能机器人：赋予机器人本体可调柔顺性，为具身智能提供安全物理交互基础。