Eine neue mechanische Struktur für anpassbare Steifigkeitsgeräte mit geringem Gewicht und kleiner Größe

In diesem Papier schlagen wir eine neue mechanische Struktur für anpassbare Steifigkeitsgeräte mit geringem Gewicht und kleiner Größe vor. Die vorgeschlagene Struktur nutzt einen Kugelumlaufmechanismus, um ein Verhältnis zwischen infinitesimalen Verschiebungen der Drehung des Gelenks und einer linearen Feder anzupassen. Dadurch wird die Steifigkeit um das Gelenk angepasst. Im Gegensatz zu vielen anderen anpassbaren Steifigkeitsstrukturen ist die verfügbare elastische Energie des elastischen Elements maximal, wenn die Steifigkeit der vorgeschlagenen Struktur maximal ist. Daher kann das elastische Element dieser Struktur kleiner und leichter sein als bei anderen Strukturen. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Struktur ist, dass weniger und kleinere mechanische Teile benötigt werden, da der vorgeschlagene Mechanismus hauptsächlich den Kugelumlaufmechanismus und die lineare Feder erfordert. Wir haben eine tatsächliche Hardware entwickelt, um die vorgeschlagene Struktur zu testen.