TUNABLE ACTUATOR JOINT MODULES HAVING ENERGY RECOVERING QUASI-PASSIVE ELASTIC ACTUATORS FOR USE WITHIN ROBOTIC SYSTEM

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide joint modules which enable passive gravity compensation and power saving in robot joints.SOLUTION: A tunable actuator joint module 120 of a robotic assembly comprises an output member and an input member, where the output member is rotatable about an axis of rotation. A primary actuator 122 such as a motor is operable to apply a torque to rotate the output member about the axis of rotation. A quasi-passive elastic actuator 124 comprising an elastic component is tunable to a joint stiffness value and selectively releases stored energy to assist rotation of the output member for reduction of power consumption of the primary actuator. The tunable actuator joint module comprises a control system having a valve assembly controllably operable to switch the quasi-passive elastic actuator between an elastic state and an inelastic state during respective portions of movement of the robotic assembly (e.g., a hip or knee joint of an exoskeleton).SELECTED DRAWING: Figure 2A 【課題】ロボットの関節において、受動的な重力補償と、電力の節約が可能な関節モジュールを提供する。【解決手段】ロボットアセンブリの調整可能アクチュエータ関節モジュール１２０は、出力部材と入力部材とを備え、出力部材は回転軸周りを回転可能である。モータ等の一次アクチュエータ１２２は、前記出力部材を回転軸周りに回転させるトルクを印加可能である。弾性要素を備える準受動的弾性アクチュエータ１２４は、ある関節剛性値に調整可能であり、蓄積したエネルギーを選択的に放出して、出力部材の回転を補助することにより一次アクチュエータの消費電力を低減させる。調整可能アクチュエータ関節モジュールは、ロボットアセンブリの対応する部分（例えば、外骨格の股関節または膝関節）の動作の間に、準受動的弾性アクチュエータを弾性状態と非弾性状態との間で切り替えるように制御可能に動作する弁アセンブリを有する制御システムを備える。【選択図】図２Ａ