[實(shí)用新型]一種采用磁性力實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)的主動(dòng)柔順裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820109647.8
• 申請(qǐng)日: 2008-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN201251980Y
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張厚祥;畢樹生;劉聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F7/06
• 分類號(hào): H01F7/06;B25J9/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所
• 代理人: 周長琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種采用磁性力實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)的主動(dòng)柔順裝置，該主動(dòng)柔順裝置通過調(diào)節(jié)電磁鐵上加載的電流強(qiáng)弱來實(shí)現(xiàn)剛度的調(diào)節(jié)。

背景技術(shù)

柔順性能是自主移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)和控制中的關(guān)鍵技術(shù)，特別是對(duì)于腿足式仿生移動(dòng)機(jī)器人尤其突出。一般而言機(jī)器人足端或者腿部關(guān)節(jié)設(shè)有柔順裝置，對(duì)運(yùn)動(dòng)中的沖擊進(jìn)行緩沖，以增加機(jī)器人對(duì)不同運(yùn)動(dòng)環(huán)境的適應(yīng)性。

采用彈簧等機(jī)械裝置雖然可以實(shí)現(xiàn)柔順，但該方法是一種被動(dòng)柔順，柔順剛度不可調(diào)節(jié)；同時(shí)為了保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，一般結(jié)構(gòu)尺寸較大；氣動(dòng)人工肌肉可以實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)的主動(dòng)柔順功能，但是控制設(shè)備昂貴、復(fù)雜，控制實(shí)現(xiàn)中非線性特征嚴(yán)重，極難控制。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種采用磁性力實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)的主動(dòng)柔順裝置，通過控制加載在電磁鐵上線圈內(nèi)的電流大小從而改變?nèi)犴樠b置的剛度，以適應(yīng)不同工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型的一種采用磁性力實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)的主動(dòng)柔順裝置，其特征在于：該主動(dòng)柔順裝置由套筒(1)、電磁鐵(3)、A永磁體(2)和B永磁體(5)組成；A永磁體(2)置于套筒(1)的套筒左端(13)內(nèi)，電磁鐵(3)置于套筒(1)內(nèi)的中心位置，B永磁體(5)置于套筒(1)的套筒右端(12)內(nèi)，且電磁鐵(3)的線圈A端(3a)、線圈B端(3b)與外部電源的正極、負(fù)極連接；

套筒(1)為空心圓柱結(jié)構(gòu)，套筒右端(12)設(shè)有B通孔(11)，套筒左端(13)為密封端；

A永磁體(2)為圓柱結(jié)構(gòu)；

B永磁體(5)為中心開有A通孔(51)的圓環(huán)結(jié)構(gòu)；

電磁鐵(3)由鐵心(35)、線圈(31)、連桿(4)構(gòu)成；連桿(4)為空心圓柱結(jié)構(gòu)，連桿(4)的中心設(shè)有D通孔(42)，連桿(4)一端的桿體上開有C通孔(41)；鐵心(35)為實(shí)心圓柱結(jié)構(gòu)，鐵心(35)的左端(33)與右端(34)之間設(shè)有凹環(huán)體(36)，鐵心(35)的右端(34)圓環(huán)上開有凹槽(32)；線圈(31)纏繞在鐵心(35)的凹環(huán)體(36)上，線圈(31)的線圈A端(3a)、線圈B端(3b)順次經(jīng)凹槽(32)、C通孔(41)、D通孔(42)后與外部電源的正極、負(fù)極連接；連桿(4)的一端連接在鐵心(35)的右端(34)的圓環(huán)端面上，連桿(4)的另一端穿過B永磁體(5)的A通孔(51)、套筒右端(12)的B通孔(11)后伸出套筒(1)外。

本實(shí)用新型剛度可調(diào)的主動(dòng)柔順裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)通過控制加載到電磁鐵上的電流強(qiáng)弱實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)節(jié)剛度；(2)剛度可隨時(shí)主動(dòng)改變，以保證其始終處于最佳剛度；(3)不存在金屬疲勞、磨損和腐蝕問題，使用壽命長；(4)結(jié)構(gòu)輕巧緊湊，組裝方便快捷；結(jié)構(gòu)簡單、易加工。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型主動(dòng)柔順裝置的外部結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實(shí)用新型電磁鐵的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是圖1的A—A剖視圖。

圖4是本實(shí)用新型不同磁極性放置的剖視圖。

圖中：???????1.套筒??????11.B通孔????12.套筒右端?13.套筒左端

2.A永磁體????3.電磁鐵????31.線圈?????32.凹槽?????33.左端

34.右端??????35.鐵心?????36.凹環(huán)體???3a.線圈A端??3b.線圈B端

4.連桿???????41.C通孔????42.D通孔????5.B永磁體???51.A通孔

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型是一種采用磁性力實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)的主動(dòng)柔順裝置，是通過控制電磁鐵3所通過的電流大小來控制其磁場強(qiáng)度的大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)回復(fù)力大小的效果，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)柔順裝置的剛度。

參見圖1、圖2所示，本實(shí)用新型是一種采用磁性力實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)的主動(dòng)柔順裝置，該主動(dòng)柔順裝置由套筒1、電磁鐵3、A永磁體2和B永磁體5組成；A永磁體2置于套筒1的套筒左端13內(nèi)，電磁鐵3置于套筒1內(nèi)的中心位置，B永磁體5置于套筒1的套筒右端12內(nèi)，且電磁鐵3的線圈A端3a、線圈B端3b與外部電源的正極、負(fù)極連接。

參見圖1、圖3、圖4所示，套筒1為空心圓柱結(jié)構(gòu)，套筒右端12設(shè)有B通孔11，套筒左端13為密封端；B通孔11用于連桿4通過。套筒1采用導(dǎo)磁材料，如45號(hào)鋼。