反向驅(qū)動(dòng)能力的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)

   蝸輪具有減速比大、不可反向驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。由于這種不可反向驅(qū)動(dòng)，它可以在不消耗能量的情況下保持關(guān)節(jié)角度。如今，許多機(jī)器人擁有延伸到人類生活空間的大型工作空間，需要它們與人類協(xié)同工作。在這種情況下，需要反向驅(qū)動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的高依從性。合規(guī)性幫助機(jī)器人執(zhí)行與人類的協(xié)作任務(wù)，并在發(fā)生碰撞時(shí)保護(hù)其機(jī)制和人類。但是，由于齒面之間的摩擦，蝸輪不能反向驅(qū)動(dòng)。因此，我們開(kāi)發(fā)了一種蝸輪機(jī)構(gòu)，它可以通過(guò)減少摩擦的振動(dòng)來(lái)切換其反向驅(qū)動(dòng)能力。

    已經(jīng)開(kāi)發(fā)出工作空間增加的機(jī)器人，這些機(jī)器人在人類附近(并與人類一起)工作。此類機(jī)器人要求其關(guān)節(jié)具有高柔順性，以避免意外碰撞。此外，為了與人類合作執(zhí)行任務(wù)，機(jī)器人的高度依從性是必不可少的。為了執(zhí)行順從性控制，通常使用反向驅(qū)動(dòng)機(jī)制并控制電機(jī)的電流。一些研究堅(jiān)持認(rèn)為電氣控制缺乏可靠性。為了實(shí)現(xiàn)更好的人身安全，一項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)了一種基于速度和接觸力的機(jī)械安全裝置。一些研究在執(zhí)行器和輸出關(guān)節(jié)之間引入了彈性元件以實(shí)現(xiàn)更好的順應(yīng)性。氣動(dòng)執(zhí)行器也用于提高機(jī)構(gòu)的順應(yīng)性。其中機(jī)器人的整個(gè)身體由軟材料制成，被廣泛研究。

    蝸輪具有減速比大的優(yōu)點(diǎn)，并且由于其不可反向驅(qū)動(dòng)而能夠保持輸出位置而不消耗能量。然而，使用蝸輪的機(jī)構(gòu)沒(méi)有順從性，因?yàn)?strong>蝸輪沒(méi)有反向驅(qū)動(dòng)能力。此外，由于蝸輪的不可反向驅(qū)動(dòng)，它需要復(fù)雜的控制方法。如果開(kāi)發(fā)出可以切換反向驅(qū)動(dòng)能力的蝸輪，它就可以用于需要順從的機(jī)器人。我們利用蝸輪的非反向驅(qū)動(dòng)能力開(kāi)發(fā)了一些高速/高扭矩共存裝置。如果創(chuàng)建了這種可反向驅(qū)動(dòng)的可切換蝸輪，我們就可以在我們的高速/高扭矩共存設(shè)備上實(shí)現(xiàn)高合規(guī)性。