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Variable Stiffness Spring Leg With Human-Driven Stiffness Adaptation

delete2026-04-20
delete0
PRE
AI
T
Tiange Zhang
D
David J. Braun
DOI:10.1109/LRA.2026.3685968delete
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摘要

摘要

En 中文
自行车传动系统可实现无力的变速,以放大人体肢体产生的力,但不能放大肢体功率。传统的变刚度弹簧,无论是串联还是并联于人体肢体,都可以通过增加刚度来同时放大力和功率。然而,放大功率需要与弹簧储能成正比消耗能量。这里,我们提出了一种人力驱动的机器人腿部,其功能类似于一种能量保守的变刚度弹簧。通过踏板机构,该腿部存储由人体提供的能量,并允许在释放存储能量之前增加刚度。这种方法同时放大力和功率,类似于骑行自行车时变速。该原型验证了力放大、通过刚度调节实现的功率放大以及低成本刚度调整,展示了采用踏板机构的人力驱动机器人外骨骼的潜力,使其能够接收人体能量输入,并在能量释放过程中超越生物学的力和功率极限。
Keyword:
Human-driven exoskeletons
variable stiffness mechanisms

期刊

I
IEEE Robotics and Automation Letters
IF:
5.3
论文数:
2.0K
被引数:
3.9W

机构

V
vanderbilt university
学者数:
5.1W
论文数: 4.1W
被引数: 59
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