論文の概要: Preliminary Analysis and Simulation of a Compact Variable Stiffness Wrist

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04973v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 16:43:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.133787
• Title: Preliminary Analysis and Simulation of a Compact Variable Stiffness Wrist
• Title（参考訳）: 小型可変剛性ウィストの予備解析とシミュレーション
• Authors: Giuseppe Milazzo, Manuel G. Catalano, Antonio Bicchi, Giorgio Grioli,
• Abstract要約: 本稿では、冗長な弾性アクチュエータによる可変剛性を実現する3自由度並列手首について紹介する。 このデバイスは4つのモーターしか使っておらず、コンパクトで軽量だ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.674808390941672
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Variable Stiffness Actuators prove invaluable for robotics applications in unstructured environments, fostering safe interactions and enhancing task adaptability. Nevertheless, their mechanical design inevitably results in larger and heavier structures compared to classical rigid actuators. This paper introduces a novel 3 Degrees of Freedom (DoFs) parallel wrist that achieves variable stiffness through redundant elastic actuation. Leveraging its parallel architecture, the device employs only four motors, rendering it compact and lightweight. This characteristic makes it particularly well-suited for applications in prosthetics or humanoid robotics. The manuscript delves into the theoretical model of the device and proposes a sophisticated control strategy for independent regulation of joint position and stiffness. Furthermore, it validates the proposed controller through simulation, utilizing a comprehensive analysis of the system dynamics. The reported results affirm the ability of the device to achieve high accuracy and disturbance rejection in rigid configurations while minimizing interaction forces with its compliant behavior.
• Abstract（参考訳）: 可変剛性アクチュエータは、非構造環境におけるロボット応用において重要であり、安全な相互作用を促進し、タスク適応性を高める。 それでもその機械的設計は、古典的な剛性アクチュエータよりも大きくて重い構造をもたらす。 本稿では、冗長な弾性アクチュエータによる可変剛性を実現する3自由度並列手首について紹介する。 並列アーキテクチャを活用して、このデバイスは4つのモーターしか使用せず、コンパクトで軽量である。 この特徴は、人工装具やヒューマノイドロボティクスの応用に特に適している。 原稿は装置の理論モデルに踏み込み、関節位置と硬さの独立制御のための洗練された制御戦略を提案する。 さらに,システムダイナミクスの包括的解析を利用して,シミュレーションにより提案した制御器の検証を行う。 報告した結果から, 剛体構造における高精度かつ不規則な拒絶を達成できるとともに, 応答力の最小化を図った。

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