弹性系列高保真力控制执行器外文翻译译文(编辑修改稿)

弹性系列高保真力控制执行器外文翻译译文(编辑修改稿)内容摘要：

力控制的应用程序。 弹性执行器系列 弹性执行器系列，具有低阻抗和摩擦，从而可以实现高品质的力量 控制 .因此 他们 适合用 在非结构化环境中 的 机器人。 在系列弹性致动器 中 ,僵硬的负载细胞 (这是微妙的 ,昂贵的 ,从而引发喋喋不休 )替换为一个明显兼容弹性元件 (这是健壮的 ,便宜 ,而且稳定 )。 图 1显示了系列弹力执行机构的架构。 请注意，系列弹性执行器负载传感器和闭环控制系统的任何议案驱动器拓扑结构相似。 图 1：一个系列弹性执行器的示意图 类似于负载单元方法 ， 系列执行器使用活动的力弹性传感和闭环控 制来减少摩擦和惯性的影响。 测量压缩兼容的元素，可以利用胡克定律计算负载力。 而 反馈控制器， 可以 计算错误之间的实际力量和所需的力量， 从而 运用适当的电流 、 电机，以纠正任何势力错误。 与 负载细胞的方法相比，弹性系列显著遵守执行器的输出和负载之间 的关系 ，从而大大提高了控制增益。 上述考虑符合 它们 之间的线性驱动和刚性负载的情况。 这样 一个温和的直线运动，将产生一个非常小的力量读。 因此 ,闭环控制收益可能非常高 ,同时仍然确保没有喋喋不休的存在性和稳定性。 控制增益的增加，大大降低了阻抗增加背部的操控性 ，并且也 减少黏附的影 响 ，最后 清洁力输出给执行机构。 更重要的是 高阻抗和高黏附组件是容忍的，可以降低成本 并且 重量允许使用更小 、 精度低， 这样 驱动器组件 、 简单的弹簧和位置传感器（编码器，电位器） 就还可以 取代昂贵的负载细胞。 这些改进可以实现在电动和液压驱动域 中。 僵硬称重传感器与执行器相比，弹性系列执行器具有以下优点： 1。 执行器具有较低的输出阻抗和 较少的 背部操控性，即使在液压系统中。 电机惯量和齿轮传动摩擦（或流体的惯性和摩擦密封）的动态效果几乎是无形的输出。 在传统的系统 中 ，执行机构的动态往往 是 占主导地位的机制动态，使其难以完成 预定是 任务， 确保 高力保真度。 2。 抗冲击性，大大提高了传动系统和负载之间串联的 连贯性。 3。 力传输的保真度（或平滑） 中， 齿轮减速或活塞不再是至关重要的，允许使用廉价的齿轮减速。 齿轮通常传输力远远高于保真度的位置。 该系列弹性作为齿轮减速之间的输出位置传感器和负载力， 可以 大大增加力量控制的保真度。 4。 电机所需的力高保真 度 大幅减少，允许使用廉价的马达。 5。 力控制的稳定性得到了改善 ,甚至在断断续续地 的情况下。 6。 能量可以储存 和释放的弹性元件，可 以 提高效率。 动物通常采用弹性的肌腱， 而 肌肉做工作的总体要少得多，否则将需要在一 个 机车周期的一部分 中 储存能量，并在另一个 机车周期中 释放它。 系列弹性执行器可能会允许同样的效果发生在机器人外骨骼或其他应用程序 机器人中 ，从而扩大其活动范围。 7。 执行器在高频率下的被动阻抗。 传统的驱动器阻抗类似于一个大的惯性，在高频率下 （电机的转子惯量乘以齿轮比的平方） ， A系列弹性执行器看起来像一个高频率的 机构 ，这是更为宽容的碰撞和其他意想不到的相互作用。 Yobotics公司已开发了两个市售 电磁线性系列（图 2）弹性执行器。 这些驱动器正在 应 用于 机器人手臂 、 腿机器人 、 外骨骼和工业 中。 由于设计简单，定制系列弹性执行器也可以很容易地开发和遗留系统改造。 图 2：两个弹性执行器系列 CAD渲染。 从宏观层面 上看 ,驱动器可。