反向驅動能力的蝸輪蝸桿機構

   蝸輪具有減速比大、不可反向驅動的優點。由于這種不可反向驅動，它可以在不消耗能量的情況下保持關節角度。如今，許多機器人擁有延伸到人類生活空間的大型工作空間，需要它們與人類協同工作。在這種情況下，需要反向驅動才能實現機器人的高依從性。合規性幫助機器人執行與人類的協作任務，并在發生碰撞時保護其機制和人類。但是，由于齒面之間的摩擦，蝸輪不能反向驅動。因此，我們開發了一種蝸輪機構，它可以通過減少摩擦的振動來切換其反向驅動能力。

    已經開發出工作空間增加的機器人，這些機器人在人類附近(并與人類一起)工作。此類機器人要求其關節具有高柔順性，以避免意外碰撞。此外，為了與人類合作執行任務，機器人的高度依從性是必不可少的。為了執行順從性控制，通常使用反向驅動機制并控制電機的電流。一些研究堅持認為電氣控制缺乏可靠性。為了實現更好的人身安全，一項研究開發了一種基于速度和接觸力的機械安全裝置。一些研究在執行器和輸出關節之間引入了彈性元件以實現更好的順應性。氣動執行器也用于提高機構的順應性。其中機器人的整個身體由軟材料制成，被廣泛研究。

    蝸輪具有減速比大的優點，并且由于其不可反向驅動而能夠保持輸出位置而不消耗能量。然而，使用蝸輪的機構沒有順從性，因為蝸輪沒有反向驅動能力。此外，由于蝸輪的不可反向驅動，它需要復雜的控制方法。如果開發出可以切換反向驅動能力的蝸輪，它就可以用于需要順從的機器人。我們利用蝸輪的非反向驅動能力開發了一些高速/高扭矩共存裝置。如果創建了這種可反向驅動的可切換蝸輪，我們就可以在我們的高速/高扭矩共存設備上實現高合規性。