[發(fā)明專利]能夠提供非線性可變剛度的彈性組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310295834.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN103433933A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃遠(yuǎn)燦;姚利明;李國(guó)棟;李帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J17/00
• 分類號(hào): B25J17/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京匯智英財(cái)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11301
• 代理人: 牟長(zhǎng)林

1.一種能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于，包括：

殼體；

夾持組件，與殼體連接，包括至少一組夾持力可變的夾持臂組，其中，所述夾持臂組包括至少一個(gè)彈性?shī)A持臂，所述彈性?shī)A持臂中設(shè)有彈性件，所述彈性件的彈性力構(gòu)成所述夾持力的全部或一部分；

被夾持件，被至少一組所述夾持臂組夾持，并能夠在被夾持臂組夾持的狀態(tài)下相對(duì)夾持臂組運(yùn)動(dòng)，包括至少一個(gè)被夾持面和一個(gè)工作面，所述被夾持面被所述彈性?shī)A持臂的夾持面接觸壓緊，所述被夾持面和夾持面之間的壓力隨被夾持件在夾持臂組中的運(yùn)動(dòng)位置的改變而改變，所述工作面輸出變化的剛度/力，所述輸出剛度/力的大小隨被夾持件在夾持臂組中的運(yùn)動(dòng)位置的改變而非線性地改變，所述壓力與所述輸出力不共線且不平行。

2.如權(quán)利要求1所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：所述被夾持件被夾持臂組夾持的位置的厚度隨被夾持件在夾持臂組中的運(yùn)動(dòng)位置的改變而改變，所述被夾持面和夾持面之間的壓力隨被夾持件的厚度的改變而改變。

3.如權(quán)利要求2所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：所述被夾持面為平面或曲面，使得所述被夾持件的厚度連續(xù)增大或連續(xù)減小，所述曲面的母線上的相鄰點(diǎn)的斜率相同或不同，使得所述被夾持件的厚度均勻或不均勻的連續(xù)增大或連續(xù)減小。

4.如權(quán)利要求3所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：所述曲面的母線為直線、圓弧、橢圓弧、雙曲線和拋物線中的任一部分，或幾部分的組合。

5.如權(quán)利要求4所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：所述被夾持件一端的厚度最大，另一端的厚度最小；或者，所述被夾持件的中部位置厚度最小，兩端位置厚度最大。

6.如權(quán)利要求1所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：還包括第一導(dǎo)向裝置，所述第一導(dǎo)向裝置包括第一導(dǎo)槽和與之配合的第一導(dǎo)軌，所述第一導(dǎo)軌和第一導(dǎo)槽的延伸方向與被夾持件在夾持臂組中的運(yùn)動(dòng)方向平行，保證被夾持件在夾持臂組中穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，所述第一導(dǎo)軌和第一導(dǎo)槽的具體設(shè)置方式包括：

所述第一導(dǎo)軌設(shè)于殼體，所述第一導(dǎo)槽設(shè)于被夾持件；或者，

所述第一導(dǎo)軌設(shè)于被夾持件，所述第一導(dǎo)槽設(shè)于殼體。

7.如權(quán)利要求1所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：所述彈性?shī)A持臂包括圓柱螺旋彈簧以及設(shè)于圓柱螺旋彈簧一端的第一基座，所述圓柱螺旋彈簧構(gòu)成所述彈性件，所述夾持面設(shè)于第一基座。

8.如權(quán)利要求7所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：所述夾持組件還包括第二導(dǎo)向裝置和第二基座，所述第二基座設(shè)于圓柱螺旋彈簧遠(yuǎn)離第一基座的一端，所述第二導(dǎo)向裝置的延伸方向與圓柱螺旋彈簧的延伸方向平行，以保證圓柱螺旋彈簧壓緊/放松時(shí)彈性?shī)A持臂運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，所述第二導(dǎo)向裝置包括第二導(dǎo)軌和第二導(dǎo)槽，第二導(dǎo)軌的一端或兩端與殼體固定連接，所述第二導(dǎo)槽的一部分設(shè)于第一基座，另一部分設(shè)于第二基座，所述第二導(dǎo)軌依次穿過第一基座上的一部分第二導(dǎo)槽、圓柱螺旋彈簧的中心以及第二基座上的一部分第二導(dǎo)槽，并可滑動(dòng)地設(shè)于第二導(dǎo)槽中。

9.如權(quán)利要求8所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：所述被夾持面與所述夾持面緊密接觸，二者間為滑動(dòng)接觸或滾動(dòng)接觸，當(dāng)為滾動(dòng)接觸時(shí)，所述彈性?shī)A持臂的第一基座還設(shè)有滾子，該滾子的表面構(gòu)成所述夾持面并壓緊于所述被夾持面。

10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的能夠提供非線性可變剛度的彈性組件，其特征在于：所述夾持組件設(shè)有能夠通過驅(qū)動(dòng)所述彈性?shī)A持臂來主動(dòng)調(diào)整夾持面壓緊相應(yīng)被夾持面的壓力大小的主動(dòng)剛度調(diào)節(jié)裝置，所述主動(dòng)剛度調(diào)節(jié)裝置驅(qū)動(dòng)所述彈性?shī)A持臂的方式為直線直接驅(qū)動(dòng)所述彈性?shī)A持臂或?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)間接驅(qū)動(dòng)所述彈性?shī)A持臂。