論文の概要: A Dual-Cam Parallel Elastic Actuator with Shared Gas-Spring Compensation for Humanoid Ankles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.30832v1
- Date: Mon, 31 Aug 2026 14:06:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-01 18:31:31.433302
- Title: A Dual-Cam Parallel Elastic Actuator with Shared Gas-Spring Compensation for Humanoid Ankles
- Title（参考訳）: 擬似足関節に対するガスばね補償式デュアルカムパラレル弾性アクチュエータ
- Abstract要約: 提案された設計の主な斬新さは、デュアルカメラのシングルガススプリングアーキテクチャである。
並列ガスばねとカスタマイズされたカムモジュールを活用することで、提案アーキテクチャは特定のタスク要求に合わせて2軸トルクアシストを提供する。
その結果,2-DoFヒューマノイドアンクルトルク補償のためのコンパクトでカスタマイズ可能なソリューションとして提案した設計が強調された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.224283522382617
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: To improve torque capacity and energy efficiency of humanoid ankles, this paper proposes a 2-DoF parallel elastic actuator (PEA). The main novelty of the proposed design lies in its dual-cam, single-gas-spring architecture, which enables torque compensation in both pitch and roll using a shared elastic element, thereby improving structural compactness compared with conventional multi-element compensation schemes. By leveraging parallel gas springs and customized cam modules, the proposed architecture provides dual-axis torque assistance tailored to specific task requirements. The second key contribution is the formulation of a coupled 2-DoF mathematical model that explicitly captures the interdependence between the two compensation units through the shared spring. Based on this model, an optimization-based design framework is developed to synthesize customized cam profiles from prescribed torque references, establishing a systematic link from task requirements to hardware realization. The complete lower-leg CAD integration is presented in detail. Static FEA and kinematic simulations confirm the design's feasibility and torque-relief effectiveness. The results highlight the proposed design as a compact, customizable solution for 2-DoF humanoid ankle torque compensation.
- Abstract（参考訳）: ヒューマノイド足首のトルク容量とエネルギー効率を向上させるために, 2-DoF並列弾性アクチュエータ (PEA) を提案する。
提案手法の主な特徴は, 共用弾性素子を用いてピッチとロールのトルク補償を可能とし, 従来の多要素補償方式と比較して構造的コンパクト性を向上させることにある。
並列ガスばねとカスタマイズされたカムモジュールを活用することで、提案アーキテクチャは特定のタスク要求に合わせて2軸トルクアシストを提供する。
2つ目の重要な貢献は結合された2-DoF数学的モデルの定式化であり、2つの補償単位間の相互依存性を共有スプリングを通して明示的に捉えることである。
このモデルに基づいて、所定のトルク基準からカスタマイズされたカムプロファイルを合成し、タスク要求からハードウェア実現への体系的なリンクを確立するための最適化ベースの設計フレームワークを開発した。
完全なローレッグCAD統合の詳細が述べられている。
静的FEAとキネマティックシミュレーションは、設計の実現可能性とトルク-レリーフの有効性を確認する。
その結果,2-DoFヒューマノイドアンクルトルク補償のためのコンパクトでカスタマイズ可能なソリューションとして提案した設計が強調された。
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