Wolf, Sebastian and Grioli, G. and Eiberger, Oliver and Friedl, Werner and Grebenstein, Markus and Höppner, Hannes and Burdet, Etienne and Caldwell, D. and Carloni, R. and Catalano, M. and Lefeber, D. and Stramigioli, S. and Tsagarakis, N. and Van Damme, M. and Van Ham, R. and Vanderborght, B. and Visser, L.C. and Bicchi, Antonio and 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.
PDF
- Only accessible within DLR
420kB | |
Video (MPEG) (VIACTORS data sheet)
- Only accessible within DLR
9MB |
Official URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=3516
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/99795/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Variable Stiffness Actuators: Review on Design and Components | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 17 November 2015 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | IEEE-ASME Transactions on Mechatronics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1109/TMECH.2015.2501019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1083-4435 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Soft Robotics, physical Human-Robot Interaction, Variable Impedance Actuators, Variable Stiffness Actuators | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R SY - Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Vorhaben Weiterentwicklung Robotik - Mechatronik und Dynamik (old), R - Robotische Assistenzsysteme (old), R - Terrestrial Assistance Robotics (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Robotics and Mechatronics (since 2013) > Mechatronic Components and Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Wolf, Dipl.-Ing. Sebastian | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 08 Dec 2015 10:18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 28 Nov 2023 09:35 |
Repository Staff Only: item control page