論文の概要: DTEA: A Dual-Topology Elastic Actuator Enabling Real-Time Switching Between Series and Parallel Compliance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.15865v1
- Date: Fri, 17 Apr 2026 09:14:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-20 22:00:19.850966
- Title: DTEA: A Dual-Topology Elastic Actuator Enabling Real-Time Switching Between Series and Parallel Compliance
- Title（参考訳）: DTEA: 直列と並列コンプライアンスのリアルタイムスイッチングを実現するデュアルトポロジー弾性アクチュエータ
- Authors: Vishal Ramesh, Aman Singh, Shishir Kolathaya,
- Abstract要約: 本稿では,Dual-Topology Elastic Actuator (DTEA) と呼ばれる新しいアクチュエータの設計について述べる。
SEAトポロジとPEAトポロジを動的に切り替えることができる。
SEAモードとPEAモードの切り替え時間は33.33ms以下である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.086339230221755
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Series and parallel elastic actuators offer complementary but mutually exclusive advantages, yet no existing actuator enables real-time transition between these topologies during operation. This paper presents a novel actuator design called the Dual-Topology Elastic Actuator (DTEA), which enables dynamic switching between SEA and PEA topologies during operation. A proof-of-concept prototype of the DTEA is developed to demonstrate the feasibility of the topology-switching mechanism. Experiments are conducted to evaluate the robustness and timing of the switching mechanism under operational conditions. The actuator successfully performed 324 topology-switching cycles under load without damage, demonstrating the robustness of the mechanism. The measured switching time between SEA and PEA modes is under 33.33 ms. Additional experiments are conducted to characterize the static stiffness and disturbance rejection performance in both SEA and PEA modes. Static stiffness tests show that the PEA mode is 1.53x stiffer than the SEA mode, with KSEA = 5.57 +/- 0.02 Nm/rad and KPEA = 8.54 +/- 0.02 Nm/rad. Disturbance rejection experiments show that the mean peak deflection in SEA mode is 2.26x larger than in PEA mode (5.2 deg vs. 2.3 deg), while the mean settling time is 3.45x longer (1380 ms vs. 400 ms). The observed behaviors are consistent with the known characteristics of conventional SEA and PEA actuators, validating the functionality of both modes in the DTEA actuator.
- Abstract（参考訳）: 直列および平行弾性アクチュエータは相補的だが排他的な利点を提供するが、既存のアクチュエータではこれらのトポロジ間のリアルタイムな遷移ができない。
本稿では,Dual-Topology Elastic Actuator (DTEA) と呼ばれる新しいアクチュエータの設計について述べる。
The proof-of-concept prototype of the DTEA was developed to demonstrate the possibility of the topology-switching mechanism。
動作条件下での切換機構の堅牢性とタイミングを評価する実験を行った。
アクチュエーターは損傷のない荷重下で324回のトポロジースイッチングサイクルを成功させ、機構の堅牢性を実証した。
SEAモードとPEAモードの切り替え時間は33.33ms以下であり、SEAモードとPEAモードの両方で静的剛性および外乱拒否性能を特徴付ける追加実験が行われた。
静的剛性試験では、PEAモードはSEAモードより1.53倍硬く、KSEA = 5.57 +/- 0.02 Nm/rad、KPEA = 8.54 +/- 0.02 Nm/radである。
外乱拒絶実験により、SEAモードの平均ピーク偏差はPEAモードの2.26倍(5.2 deg vs. 2.3 deg)、平均沈降時間は3.45倍(1380 ms vs. 400 ms)であることが示されている。
観測された動作は、従来のSEAアクチュエータとPEAアクチュエータの既知の特性と一致し、DTEAアクチュエータの両モードの機能を検証する。
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