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作者:许亚鹏;张洲;王才东;王良文;王守放;
单位:郑州轻工业大学机电工程学院;广东华中科技大学工业技术研究院;
摘要:【意义】人机交互、特种作业等应用需求迫切,对机器人关节的柔顺性和动态适应性提出更高要求。变刚度执行器是机器人柔顺关节的核心技术,已成为研究热点。为梳理变刚度执行器的设计、控制、应用及发展趋势,把握核心脉络,对相关成果进行全面综述。【分析】首先,搜集近十年国内外相关文献,对变刚度执行器的研究热度和深度进行统计分析,得出目前的宏观研究历程;其次,对变刚度执行器的调刚原理、传动机构设计、控制策略进行分类,结合理论模型,探讨了各种变刚度理论和方法的优势与局限性,分析了其调刚速度、带宽、能耗以及执行器的负载能力、响应带宽等在不同方案上的特点;再次,结合具体案例,探讨了变刚度执行器在类人机器人、外骨骼机器人、工业机器人末端和特种机器人等领域的应用情况;最后,展望了变刚度执行器在机器人领域的发展方向和技术挑战,探讨了潜在的技术突破和应用前景。随着研究的不断深入,变刚度执行器有望在多学科融合下,助力机器人朝着高效、智能、协作化的方向发展。
关键词:变刚度执行器;;柔顺关节;;仿生关节;;变刚度原理
基金资助:国家自然科学基金项目(52075500);; 河南省科技攻关项目(252102221059,242102221054);; 广东省基础与应用基础研究基金项目(2025A1515011067)