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Variable Stiffness Actuators: Review on Design and Components

Wolf, Sebastian und Grioli, G. und Eiberger, Oliver und Friedl, Werner und Grebenstein, Markus und Höppner, Hannes und Burdet, Etienne und Caldwell, D. und Carloni, R. und Catalano, M. und Lefeber, D. und Stramigioli, S. und Tsagarakis, N. und Van Damme, M. und Van Ham, R. und Vanderborght, B. und Visser, L.C. und Bicchi, Antonio und Albu-Schäffer, Alin (2015) Variable Stiffness Actuators: Review on Design and Components. IEEE-ASME Transactions on Mechatronics. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TMECH.2015.2501019. ISSN 1083-4435.

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Offizielle URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=3516

Kurzfassung

Variable Stiffness Actuators (VSA) are complex mechatronic devices, which are developed to build passively compliant, robust, and dexterous robots. Numerous different hardware designs have been developed in the past two decades to address various demands on their functionality. This review paper gives a guide to the design process from the analysis of the desired tasks identifying the relevant attributes and their influence on the selection of different components such as motors, sensors, and springs. The influence on the performance of different principles to generate the passive compliance and the variation of the stiffness are investigated. Furthermore, the design contradictions during the engineering process are explained in order to find the best suiting solution for the given purpose. With this in mind the topics of output power, potential energy capacity, stiffness range, efficiency, and accuracy are discussed. Finally the dependencies of control, models, sensor setup, and sensor quality are addressed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/99795/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Variable Stiffness Actuators: Review on Design and Components
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wolf, Sebastiansebastian.wolf (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5711-5007NICHT SPEZIFIZIERT
Grioli, G.University of Pisa, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eiberger, OliverOliver.Eiberger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedl, Wernerwerner.friedl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3002-7274NICHT SPEZIFIZIERT
Grebenstein, MarkusMarkus.Grebenstein (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Höppner, Hanneshannes.hoeppner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Burdet, EtienneDepartment of Bioengineering, Imperial College LondonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Caldwell, D.Istituto Italiano di Tecnologia, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carloni, R.University of Twente, NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Catalano, M.University of Pisa, Italy; Istituto Italiano di Tecnologia, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lefeber, D.Vrije Universiteit Brussel, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stramigioli, S.University of Twente, NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tsagarakis, N.Istituto Italiano di Tecnologia, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Van Damme, M.Vrije Universiteit Brussel, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Van Ham, R.Vrije Universiteit Brussel, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vanderborght, B.Vrije Universiteit Brussel, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Visser, L.C.University of Twente, NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bicchi, AntonioInterdepartmental Research Center “E. Piaggio”, Faculty of Engineering, University of PisaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, AlinAlin.Albu-Schaeffer (at) DLR.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 November 2015
Erschienen in:IEEE-ASME Transactions on Mechatronics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/TMECH.2015.2501019
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1083-4435
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Soft Robotics, physical Human-Robot Interaction, Variable Impedance Actuators, Variable Stiffness Actuators
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Weiterentwicklung Robotik - Mechatronik und Dynamik (alt), R - Robotische Assistenzsysteme (alt), R - Terrestrische Assistenz-Robotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Mechatronische Komponenten und Systeme
Hinterlegt von: Wolf, Dipl.-Ing. Sebastian
Hinterlegt am:08 Dez 2015 10:18
Letzte Änderung:28 Nov 2023 09:35

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