具有可调整刚度的有效直臂长度的基于扭簧的执行器(TSA)的设计和建模

摘要-本文介绍了可变刚度的基于斜角扭转弹簧的执行器(TSA)的设计和建模。刚度调节的机械结构包含两个相反的扭力弹簧和两个凸轮轴承从动件(CFs)。 其工作原理是通过改变扭力弹簧和CF的接触点来调节刚度。 所提出的设计允许改进具有大范围的刚度和传动机构的低摩擦的致动器。 钢丝绳传动用于避免齿条齿轮传动系统中的反冲以及滚珠丝杠传动系统中的低响应。 每个CF扭力弹簧只有一个接触点来代替滑动摩擦,同时在带有滚动摩擦的滑动槽中移动。 小尺寸,紧凑型结构和模块化设计被优先考虑用于多自由度(dof)机器人系统。 仿真实验结果表明,所提出的TSA具有较宽的刚度范围,快速响应和出色的跟踪性能。