反向驱动能力的蜗轮蜗杆机构

   蜗轮具有减速比大、不可反向驱动的优点。由于这种不可反向驱动，它可以在不消耗能量的情况下保持关节角度。如今，许多机器人拥有延伸到人类生活空间的大型工作空间，需要它们与人类协同工作。在这种情况下，需要反向驱动才能实现机器人的高依从性。合规性帮助机器人执行与人类的协作任务，并在发生碰撞时保护其机制和人类。但是，由于齿面之间的摩擦，蜗轮不能反向驱动。因此，我们开发了一种蜗轮机构，它可以通过减少摩擦的振动来切换其反向驱动能力。

    已经开发出工作空间增加的机器人，这些机器人在人类附近(并与人类一起)工作。此类机器人要求其关节具有高柔顺性，以避免意外碰撞。此外，为了与人类合作执行任务，机器人的高度依从性是必不可少的。为了执行顺从性控制，通常使用反向驱动机制并控制电机的电流。一些研究坚持认为电气控制缺乏可靠性。为了实现更好的人身安全，一项研究开发了一种基于速度和接触力的机械安全装置。一些研究在执行器和输出关节之间引入了弹性元件以实现更好的顺应性。气动执行器也用于提高机构的顺应性。其中机器人的整个身体由软材料制成，被广泛研究。

    蜗轮具有减速比大的优点，并且由于其不可反向驱动而能够保持输出位置而不消耗能量。然而，使用蜗轮的机构没有顺从性，因为蜗轮没有反向驱动能力。此外，由于蜗轮的不可反向驱动，它需要复杂的控制方法。如果开发出可以切换反向驱动能力的蜗轮，它就可以用于需要顺从的机器人。我们利用蜗轮的非反向驱动能力开发了一些高速/高扭矩共存装置。如果创建了这种可反向驱动的可切换蜗轮，我们就可以在我们的高速/高扭矩共存设备上实现高合规性。