Гибридный линейный привод Fusion: концепция и оценка устойчивости к помехам

30 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

корректура

Университета электрокоммуникаций

Решая фундаментальную проблему робототехники, доцент Ёсихиро Наката из Университета электрокоммуникаций Японии и старший научный сотрудник Томоюки Нода из группы исследований в области информационно-коммуникационных исследований мозга в Международном научно-исследовательском институте телекоммуникаций разработали новаторскую технологию, облегчающую интеграция гибридных исполнительных систем. Гибридный привод, который объединяет два привода, работающих по разным принципам, для достижения превосходных характеристик, исторически было трудно внедрить в роботов из-за сложности его структуры.

Чтобы решить эту проблему, они разработали концепцию «гибридного линейного привода Fusion» (FHLA), конструкции, которая объединяет структуры для преобразования энергии нескольких приводов в силу, синтезируя эти силы внутри себя, как если бы они исходили от одного привода. В частности, на основе этой конструктивной концепции был разработан привод, объединяющий пневматический цилиндр и линейный двигатель с прямым приводом, эффективно сочетающий в себе преимущества обеих систем и одновременно уменьшающий их общую занимаемую площадь.

Результаты экспериментов показали, что этот привод значительно улучшает способность поддерживать постоянную контактную силу против нарушений движения в широком диапазоне сил по сравнению с системами, использующими только воздух или электричество в качестве источника энергии. Это предполагает превосходные характеристики управления усилием в точке контакта, что значительно превосходит обычные приводы.

В этом исследовании команда не только представила новую концепцию FHLA, но также обсудила требования к стратегии проектирования и процессы структурной оптимизации, что стало значительным шагом вперед в этой области. Это революционное исследование было опубликовано в журнале IEEE/ASME Transactions on Mechatronics и представляет собой значительный шаг на пути к более универсальной и эффективной робототехнике в будущем.

Больше информации: Йошихиро Наката и др., Гибридный линейный привод Fusion: концепция и оценка устойчивости к помехам, Транзакции IEEE/ASME в мехатронике (2023). DOI: 10.1109/TMECH.2023.3237725