Shu, Anton Leonhard und Fründ, Konrad und Beck, Fabian und Ehlert, Tristan Hagen und Kolb, Alexander und Topalovic, Natalija und Raschel, Clara Maria und Wolf, Sebastian und Hutter, Marco und Lee, Jinoh (2026) What Gear Ratio Makes QDD Actuators Robust Against Impacts? A Theoretical Limit and Interactive Tool for Legged Robots. In: 25th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Humanoids 2026. IEEE. 25th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids), 2026-12-06 - 2026-12-08, Santa Clara, CA, USA. ISSN 2164-0572.
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Kurzfassung
Impact robustness is critical when selecting and designing quasi-direct-drive (QDD) actuators for legged robots, yet currently used gear ratios vary widely. We derive a soft gear-ratio boundary beyond which reducing reflected inertia provides rapidly diminishing benefits for impact robustness. The boundary follows from factoring impact robustness into an energy-ratio term and an inertia-ratio term, with the latter exhibiting strong nonlinear behavior. Applying the resulting criterion to existing robots shows that proprioceptive designs with low collision energy can slightly exceed this boundary, whereas systems with larger link inertia remain below it. To support practical actuator selection, we also provide a browser-based calculator for real-time visualization of impact robustness across a wide parameter range. Together, these contributions enable rapid design exploration and provide a quantitative criterion for actuator selection in impact-prone legged robots.
| elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/228065/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Dokumentart: | Konferenzbeitrag (Poster) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titel: | What Gear Ratio Makes QDD Actuators Robust Against Impacts? A Theoretical Limit and Interactive Tool for Legged Robots | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autoren: |
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| Datum: | 2026 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erschienen in: | 25th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Humanoids 2026 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verlag: | IEEE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2164-0572 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | akzeptierter Beitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stichwörter: | impact, robustness, humanoid robots, QDD, gear ratio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungstitel: | 25th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungsort: | Santa Clara, CA, USA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungsart: | internationale Konferenz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungsbeginn: | 6 Dezember 2026 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungsende: | 8 Dezember 2026 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstalter : | IEEE-RAS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programmthema: | Robotik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Forschungsgebiet: | R RO - Robotik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Laufroboter/Lokomotion [RO], R - Mechatronik [RO] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standort: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institute & Einrichtungen: | Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Mechatronische Systeme Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Autonomie und Fernprogrammierung Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt von: | Shu, Anton Leonhard | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt am: | 29 Okt 2026 15:28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Letzte Änderung: | 29 Okt 2026 15:28 |
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