2020年11月6日，由中心2018级博士研究生许亚鹏及其合作导师国凯老师（单独第一作者和单独通讯作者）共同撰写的论文《A Novel Rotational Actuator With Variable Stiffness Using S-shaped Springs》发表于国际权威顶级期刊 IEEE-ASME Transactions on mechatronics (DOI: 10.1109/TMECH.2020.3036485)。

IEEE-ASME Transactions on mechatronics 是中科院JCR期刊分区一区TOP期刊，其大类为计算机科学一区TOP，小类为Engineering，Electrical & Electronic工程：电子与电气一区。

该文提出了一种新颖的执行器—基于S-形弹簧的可变刚度执行器（S-shaped Spring Variable Stiffness Actuator，S3VSA），基于变结构原理设计了S-形变刚度弹簧，设计了共轴差动传动系统，提出了基于扰动观测器的非线性滑模控制算法，并进行了具体理论研究和原理样机实验验证。结果表明，所提出的设计能够以紧凑的结构实现快速、连续、低能耗的刚度调节，其执行器的功率密度和调刚速度等特性在与同领域的对比中具有很强的竞争力；所提出的算法能够有效估计出负载、调刚运动耦合等扰动或系统的未建模动态，并对其有效补偿。进一步的实验探究表明，所提出的方案在人-机交互的安全性与节能方面具有较好的应用前景。

该文工作得到国家自然科学基金、山东省重点研发计划等项目的支持。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9250574