执行器与驱动
串联弹性执行器
串联弹性执行器,是在电机和它所驱动的物体之间,特意放进一根弹簧的电机。通常电机要经过坚硬的齿轮连到负载上,所以它能用力猛推,却显得生硬、僵直。串联弹性执行器故意打断这条僵硬的链条,在中间串入一根弹簧——电机去推弹簧,弹簧再去推负载。
这个小改动换来两份大礼。第一,力变得容易测量和控制:弹簧被拉伸了多少,就准确告诉你有多大的力正在通过,于是机器人能以选定的轻柔程度去推,而不是靠猜。第二,弹簧能缓冲冲击——如果肢体突然撞到东西,或东西撞上它,弹簧会吸收那记本来会狠狠砸在齿轮上的猛震,就像汽车的悬挂吸收一个坑洼。
代价是弹簧让关节变得稍软、反应稍慢,所以这是在“蛮力的精准”与“优雅而安全的力”之间的取舍。串联弹性执行器在腿式机器人、助行设备,以及在人身边工作的机器中很受欢迎,因为在这些场合,能感知并宽容接触,比硬得像石头更重要。
一只机器人脚踝采用串联弹性执行器,因此行走时能稳稳地蹬离地面,而当脚落在不平的台阶上时,又能柔和地退让,不会震到穿戴者。
在传动链里加一根弹簧,用一点点刚度换来力控制和抗冲击能力。
读取弹簧的拉伸量,把“力”变成机器人能直接感知和控制的东西——这根弹簧既是缓冲垫,也是一个内置的力传感器。
又称
另见