近日，北航宁波创新研究院高精尖制造技术与装备创新研究中心张武翔教授团队在机械工程领域国际权威期刊《IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》（影响因子6.4，中科院/JCR Q1区）上在线发表了题为“Design and Control of a Compact Variable Stiffness Actuator Based on a Cam-Circular Beam Mechanism”的研究论文。论文第一作者我院高精尖中心在站博士后邵一鑫博士，署名单位为北航宁波创新研究院和北航机械工程及自动化学院。该论文研究工作得到了国家重点研发计划（No. 2022YFB4701200）、宁波市“科技创新2025”重大专项（No. 2022Z070）和国家自然科学基金（No. 52205004）的资助。

该论文提出了一种基于凸轮-圆弧板簧机构的变刚度驱动器设计与控制方法，基于圆弧板簧有效作用长度调节原理，利用凸轮机构调节关节输出变形与板簧柔性变形之间的传动比，实现了驱动器输出刚度的大范围、连续、低能耗调节及刚度特征的定制化设计。与传统基于直线板簧或杠杆机构的变刚度驱动器不同，所提出的变刚度驱动器巧妙地利用了圆弧板簧几何约束特性，解决了传统设计中必须采用丝杠、多连杆机构、行星轮系等旋转-直线运动转换机构造成的驱动器功率质量比和功率体积比不高的问题。此外，该论文还设计了一种变刚度驱动代理滑模控制器，通过自适应调节驱动器物理刚度和控制阻尼，从硬件和软件层面保证了突发中断时的交互柔顺和碰撞安全。所研制的变动驱动器可广泛应用于协作机器人、足式机器人和可穿戴机器人等。