[發(fā)明專利]一種具有人機交互安全性的柔性變剛度機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811316821.0
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN111152189B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴旭;范曉鐸;黃凱鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 北航（天津武清）智能制造研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J19/00;B25J19/06
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 文小莉;劉芳

1.一種具有人機交互安全性的柔性變剛度機構(gòu)，其特征在于，包括：

上方調(diào)整裝置、下方調(diào)整裝置和多個剛度可變的簧片，所述簧片的兩端分別與所述上方調(diào)整裝置和所述下方調(diào)整裝置連接，所述上方調(diào)整裝置和所述下方調(diào)整裝置中的至少一個在旋轉(zhuǎn)時可帶動所述簧片發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變，以使所述變剛度機構(gòu)的剛度可變；所述上方調(diào)整裝置和所述下方調(diào)整裝置均包括：底座、多個調(diào)整件和驅(qū)動組件，其中，所述調(diào)整件穿設(shè)在所述底座上，且所述調(diào)整件穿過所述底座的一端與所述簧片連接；

所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動所述調(diào)整件轉(zhuǎn)動以帶動所述簧片發(fā)生扭轉(zhuǎn)；所述驅(qū)動組件包括驅(qū)動舵機、舵盤和驅(qū)動繩，其中所述驅(qū)動舵機與所述舵盤相連，所述驅(qū)動舵機設(shè)在所述底座上，所述驅(qū)動繩繞設(shè)在所述舵盤和所述調(diào)整件上；

所述舵盤用于在所述驅(qū)動舵機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動并帶動所述驅(qū)動繩轉(zhuǎn)動，以使所述驅(qū)動繩轉(zhuǎn)動時帶動所述調(diào)整件旋轉(zhuǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性變剛度機構(gòu)，其特征在于，所述調(diào)整件包括：安裝軸以及套設(shè)在所述安裝軸上的滾動軸承和滾動軸承端蓋，其中，所述滾動軸承端蓋通過固定件與所述底座固定連接，所述滾動軸承位于所述底座上開設(shè)的安裝孔中，所述安裝軸通過所述滾動軸承與所述底座轉(zhuǎn)動連接；

所述驅(qū)動繩繞設(shè)在所述安裝軸的第一端上；

所述安裝軸的第二端穿過所述底座與簧片相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性變剛度機構(gòu)，其特征在于，所述安裝軸的第一端上設(shè)有預(yù)緊組件，所述預(yù)緊組件用于對所述驅(qū)動繩進行預(yù)緊處理以防止所述驅(qū)動繩使用中出現(xiàn)松弛。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性變剛度機構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)緊組件包括楔形墊塊以及位于所述安裝軸第一端端面上且底壁延伸到所述驅(qū)動繩下方的預(yù)緊空間，所述預(yù)緊空間的內(nèi)壁上開設(shè)多個從所述安裝軸第一端端面貫穿到所述驅(qū)動繩下方的缺口，且所述墊塊向所述預(yù)緊空間移動過程中將所述預(yù)緊空間逐漸撐開，以使所述驅(qū)動繩在所述安裝軸上張緊。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性變剛度機構(gòu)，其特征在于，所述安裝軸的第二端與所述預(yù)緊空間之間開設(shè)可供預(yù)緊螺栓穿過的裝配孔，所述預(yù)緊螺栓穿過所述裝配孔和所述墊塊與預(yù)緊螺母相連，且所述墊塊在所述預(yù)緊螺母擰動過程中逐漸向所述預(yù)緊空間中移動以使所述預(yù)緊空間逐漸撐開。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性變剛度機構(gòu)，其特征在于，所述安裝軸的第一端外周以及所述舵盤上均開設(shè)有可供所述驅(qū)動繩纏繞的凹槽，且所述安裝軸上的所述凹槽靠近所述安裝軸的第一端端面，所述安裝軸上的所述凹槽與所述預(yù)緊空間之間通過所述缺口相通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性變剛度機構(gòu)，其特征在于，所述舵盤上開設(shè)與所述舵盤上的所述凹槽連通的容納孔，所述驅(qū)動繩的首尾兩端位于所述容納孔內(nèi)，且所述容納孔內(nèi)設(shè)有可將所述驅(qū)動繩固定在所述容納孔內(nèi)的驅(qū)動繩壓板，所述驅(qū)動繩壓板通過螺栓固定在所述容納孔中。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柔性變剛度機構(gòu)，其特征在于，所述安裝軸的第二端上開設(shè)有可供所述簧片插入的插槽；

所述簧片的兩端上均具有避讓口，所述避讓口抵在所述預(yù)緊螺栓的頭部上；

所述底座上還設(shè)有至少一個連接部，所述連接部上開設(shè)接口，所述接口用于將兩個所述機構(gòu)通過連接件相連。