Analysis and Synthesis of the Bidirectional Antagonistic Variable Stiffness Mechanism

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作者
Florian Petit,Werner Friedl,Hannes Höppner,Markus Grebenstein
出处
期刊:IEEE-ASME Transactions on Mechatronics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:20 (2): 684-695 被引量:71
标识
DOI:10.1109/tmech.2014.2321428
摘要

Variable stiffness actuation promises many benefits regarding mechanism robustness, energy efficiency, and dynamic performance. Here, we analyze the bidirectional antagonistic variable stiffness (BAVS) joint. A comprehensive overview of several aspects is given with a focus on the stiffness and torque characteristics of the joint. First, the functionality and properties of the abstract joint model are considered. Then, implementation details influencing the stiffness properties are discussed based on cam disc variable stiffness mechanisms. In general, an analytic approach is chosen to enable a generalization of the results. Experiments conducted on a BAVS joint of the variable stiffness actuated robot DLR Hand Arm System verify the theoretical findings.
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