[發明專利]一種柔性關節變剛度機構

有效

• 申請號: 201710043479.0
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106695870B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 李瑞峰;孫世超;趙立軍;王淑英
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種柔性關節變剛度機構，其特征在于：包括輸入結構(1)和輸出結構(2)，所述輸入結構(1)和輸出結構(2)上下對應相連；所述輸入結構(1)包括一對導桿軸(11-1、11-2)、一對導桿(12-1、12-2)、一對壓縮彈簧(13-1、13-2)、一對彈簧安裝座(14-1、14-2)和輸入板(15)；所述輸出結構(2)包括一對直線導軌組件(21-1、21-2)、一對滾子組(22-1、22-2)、一對滾子安裝架(23-1、23-2)、直線位移傳感器推桿(24)、一對齒條(25-1、25-2)、從動齒輪(26)、主動齒輪(27)、直線位移傳感器(28)、輸出板(29)以及多個軸承、卡簧和螺栓；所述導桿軸(11-1、11-2)以及彈簧安裝座(14-1、14-2)安裝在輸入板(15)上，導桿(12-1、12-2)安裝在導桿軸(11-1、11-2)上，導桿(12-1、12-2)和彈簧安裝座(14-1、14-2)之間安裝有壓縮彈簧(13-1、13-2)，所述直線導軌組件(21-1、21-2)、直線位移傳感器(28)和從動齒輪(26)分別安裝在輸出板(29)上，滾子安裝架(23-1、23-2)安裝在直線導軌組件(21-1、21-2)上，滾子安裝架(23-1、23-2)上均安裝有滾子組(22-1、22-2)和齒條(25-1、25-2)，直線位移傳感器推桿(24)的一端安裝在主動齒輪(27)對應的滾子安裝架上，另一端和直線位移傳感器(28)上的滑塊相連，從動齒輪(26)安裝在從動齒輪軸上。

2.根據權利要求1所述的柔性關節變剛度機構，其特征在于：輸入板(15)一側和控制位置的動力源相連接，另一側安裝變剛度機構輸入結構；所述導桿軸(11-1、11-2)以及彈簧安裝座(14-1、14-2)均對稱地布置在輸入板(15)上，采用螺栓連接進行固定；所述導桿(12-1、12-2)為對稱布置和導桿軸(11-1、11-2)同軸布置，所述壓縮彈簧(13-1、13-2)和導桿(12-1、12-2)以及彈簧安裝座(14-1、14-2)垂直布置，導桿(12-1、12-2)和壓縮彈簧(13-1、13-2)之間通過凸起圓柱固定相對位置，彈簧安裝座(14-1、14-2)和壓縮彈簧(13-1、13-2)通過緊定螺釘固定相對位置。

3.根據權利要求1所述的柔性關節變剛度機構，其特征在于：輸出板(29)為盤狀，一端為關節輸出，另一端安裝有輸出結構，所述直線導軌組件(21-1、21-2)、滾子組(22-1、22-2)、滾子安裝架(23-1、23-2)和齒條(25-1、25-2)均采用對稱布置安裝在輸出板(29)上，所述直線位移傳感器(28)和主動齒輪(27)對應的直線導軌組件平行放置，兩者分別位于輸出板(29)的兩側，主動齒輪(27)和剛度調節電機相連；從動齒輪(26)和主動齒輪(27)的齒數和模數相同，之間相互嚙合，兩齒輪分別和齒條(25-1、25-2)嚙合。

4.根據權利要求1所述的柔性關節變剛度機構，其特征在于：從動齒輪(26)安裝在從動齒輪軸上，軸向固定采用軸肩和卡簧來實現，所述從動齒輪軸利用螺栓和輸出板(29)固連。

5.根據權利要求1-4任一項所述的柔性關節變剛度機構，其特征在于：所述導桿(12-1、12-2)、滾子組(22-1、22-2)、彈簧安裝座(14-1、14-2)、壓縮彈簧(13-1、13-2)、齒條(25-1、25-2)、直線導軌組件(21-1、21-2)、滾子安裝架(23-1、23-2)均成對布置，和直徑方向成一定角度，成“八”字狀對稱布置。

6.根據權利要求5所述的柔性關節變剛度機構，其特征在于：導桿(12-1、12-2)的初始位置和直線導軌組件(21-1、21-2)平行，滾子組(22-1、22-2)和導桿(12-1、12-2)相切。