Elastische Energierecycling-Aktuatoren für effiziente Roboter

Elektromotoren werden in Robotern weit verbreitet eingesetzt, verschwenden jedoch in vielen Anwendungen Energie. Wir stellen einen elastischen Energierecycling-Aktuator vor, der die Vielseitigkeit von Motoren beibehält und gleichzeitig die Energieeffizienz bei zyklischen Aufgaben verbessert. Der Aktuator besteht aus einem Motor parallel zu einer Reihe von Federn, die einzeln durch Paare von energiearmen elektroadhäsiven Kupplungen ein- und ausgeschaltet werden können, wobei die gespeicherte Energie erhalten bleibt. Wir entwickelten einen Prototyp-Aktuator und testeten ihn in fünf sich wiederholenden Aufgaben mit Merkmalen, die in Robotikanwendungen üblich, aber schwer effizient durchführbar sind. Der Aktuator reduzierte den Energieverbrauch in allen Fällen um mindestens 50 % und im besten Fall um 97 %. Die elastische Energierückgewinnung, gesteuert durch energiearme Kupplungen, kann die Effizienz mobiler Roboter, assistierender Geräte und anderer technischer Systeme verbessern.