[發(fā)明專利]一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711053413.6
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107856018B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭朝;肖曉暉;魏坤松;張玉炳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;F16H37/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：包括驅(qū)動(dòng)器支撐機(jī)構(gòu)、變剛度機(jī)構(gòu)和變支點(diǎn)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)器支撐機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)器支撐座、驅(qū)動(dòng)器前蓋、驅(qū)動(dòng)器外殼和驅(qū)動(dòng)器后蓋，所述驅(qū)動(dòng)器外殼固定安裝在驅(qū)動(dòng)器支撐座上，驅(qū)動(dòng)器前蓋和驅(qū)動(dòng)器后蓋分別安裝在驅(qū)動(dòng)器外殼前后兩端，所述變剛度機(jī)構(gòu)和變支點(diǎn)機(jī)構(gòu)通過間隙配合安裝在驅(qū)動(dòng)器外殼內(nèi)；

所述變剛度機(jī)構(gòu)包括輸出軸、杠桿和依次安裝在輸出軸上的輸出連桿、盤一、盤二和盤三，其中，輸出連桿、盤一和盤三與輸出軸之間固定相連，盤二通過軸承與輸出軸相連，所述盤一和盤三的盤面上都設(shè)有尺寸一樣且為對稱設(shè)置的兩個(gè)弧形槽孔，盤二上設(shè)有兩個(gè)位置與弧形槽孔對應(yīng)的槽孔，每個(gè)槽孔內(nèi)設(shè)有一個(gè)套有彈簧的導(dǎo)軌，彈簧兩端分別設(shè)有一個(gè)在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)的滑塊，所述滑塊兩端分別伸入到盤一和盤三的弧形槽孔內(nèi)，通過彈簧帶動(dòng)滑塊作用于盤一和盤三弧形槽孔的內(nèi)壁，使得盤一、盤三與盤二趨于相對固定的裝配位置，所述杠桿中部設(shè)有長條形的滑槽，杠桿一端通過連接件與盤一前側(cè)的輸出連桿固定相連，另一端安裝在盤三相對側(cè)后方設(shè)置的第一支點(diǎn)上，第一支點(diǎn)在杠桿的滑槽內(nèi)自由滑動(dòng)；

所述變支點(diǎn)機(jī)構(gòu)包括變支點(diǎn)行星輪系和差動(dòng)行星輪系，所述變支點(diǎn)行星輪系包括內(nèi)齒圈一、盤片和支點(diǎn)齒輪，所述支點(diǎn)齒輪與內(nèi)齒圈一的齒圈嚙合安裝，且滿足支點(diǎn)齒輪的分度圓半徑等于內(nèi)齒圈一的齒圈的分度圓半徑的一半，支點(diǎn)齒輪的分度圓上設(shè)有與其盤面垂直的第二支點(diǎn)，所述第二支點(diǎn)自由滑動(dòng)的安裝在杠桿的滑槽內(nèi)，支點(diǎn)齒輪通過支點(diǎn)齒輪連接軸偏心的安裝在盤片上，盤片與內(nèi)齒圈一同軸設(shè)置，內(nèi)齒圈一通過連接件與盤二固定安裝在一起；所述差動(dòng)行星輪系包括行星輪、內(nèi)齒圈二、行星架、兩個(gè)輸入齒輪、行星輪系中心軸以及固定安裝在行星輪系中心軸上的太陽輪一和太陽輪二，行星輪系中心軸中部通過軸承安裝在行星架中部，兩個(gè)太陽輪分別位于行星架前后兩側(cè)，盤片固定安裝在行星輪系中心軸前側(cè)端部，行星架通過齒輪連接盤與內(nèi)齒圈一固定一起，行星輪安裝在行星架前側(cè)且同時(shí)與內(nèi)齒圈二和太陽輪一嚙合，兩個(gè)輸入齒輪設(shè)于行星輪架后側(cè)，且分別與內(nèi)齒圈二和太陽輪二嚙合傳動(dòng)，與內(nèi)齒圈二嚙合的輸入齒輪與位置伺服電機(jī)相連，與太陽輪二嚙合的輸入齒輪與剛度伺服電機(jī)相連。

2.如權(quán)利要求1所述的一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)器支撐機(jī)構(gòu)前端還設(shè)有動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)包括輸出桿和旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器固定安裝在輸出軸端部，用于對輸出位置測量，所述輸出桿與輸出軸動(dòng)力傳動(dòng)相連。

3.如權(quán)利要求1所述的一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述輸出軸與驅(qū)動(dòng)器前蓋通過軸承安裝。

4.如權(quán)利要求1所述的一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述盤二的槽孔內(nèi)導(dǎo)軌的兩端分別設(shè)有一個(gè)止推滑塊，止推滑塊位于滑塊和槽孔內(nèi)壁之間。

5.如權(quán)利要求1所述的一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述盤一和盤三上弧形槽孔的內(nèi)面均為弧形，弧形槽孔形狀根據(jù)不同應(yīng)用目標(biāo)對輸出剛度曲線進(jìn)行修整優(yōu)化。

6.如權(quán)利要求5所述的一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述弧形槽孔在徑向的兩個(gè)弧形面為同心圓弧面。

7.如權(quán)利要求1所述的一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述盤二兩個(gè)槽孔內(nèi)的兩個(gè)導(dǎo)軌相互平行設(shè)置。

8.如權(quán)利要求1所述的一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述盤一和盤三上弧形槽孔在導(dǎo)軌長度方向的高度大于垂直于導(dǎo)軌長度方向的寬度。

9.如權(quán)利要求1所述的一種變剛度柔性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于：所述剛度伺服電機(jī)固定安裝在驅(qū)動(dòng)器支撐機(jī)構(gòu)上。