[發(fā)明專利]一種雙態(tài)式變剛度柔順關節(jié)及操作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910081240.1
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109732641B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 陳貴敏;辛洪旭;馬付雷;李博
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種雙態(tài)式變剛度柔順關節(jié)，其特征在于，包括剛度調(diào)節(jié)機構、彈性簧片(5)、輸入盤(4)和輸出外圈(2)；輸出外圈(2)為圓環(huán)狀，輸入盤(4)同軸設置在輸出外圈(2)的中心處，輸入盤(4)與輸出外圈(2)的內(nèi)壁之間設置有若干彈性簧片(5)；剛度調(diào)節(jié)機構設置在輸入盤(4)的中心處，彈性簧片(5)的一端連接剛度調(diào)節(jié)機構，另一端連接輸出外圈(2)的內(nèi)側壁；

剛度調(diào)節(jié)機構包括剛度調(diào)節(jié)電機(8)、第一錐齒輪(3)和第二錐齒輪(9)；剛度調(diào)節(jié)電機(8)固定設置在輸入盤(4)的中心內(nèi)部，剛度調(diào)節(jié)電機(8)的輸出端固定連接有第二錐齒輪(9)，每個彈性簧片(5)靠近輸入盤(4)的一端均固定設置有第一錐齒輪(3)，每個第一錐齒輪(3)均與第二錐齒輪(9)嚙合；

輸入盤(4)上圍繞第二錐齒輪(9)固定設置有若干軸承(6)，軸承(6)內(nèi)設置有第一錐齒輪軸(7)，第一錐齒輪軸(7)的一端與第一錐齒輪(3)固定連接，另一端與彈性簧片(5)固定連接；

輸入盤(4)與輸出外圈(2)的內(nèi)壁之間的彈性簧片(5)等間距設置，軸承(6)的個數(shù)及位置與彈性簧片(5)相匹配；彈性簧片(5)的個數(shù)為2至6個；

輸出外圈(2)的內(nèi)側壁上設置有軸承(6)，彈性簧片(5)靠近輸出外圈(2)的一端插在軸承(6)內(nèi)，此處軸承(6)的個數(shù)及位置與彈性簧片(5)相匹配。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙態(tài)式變剛度柔順關節(jié)，其特征在于，輸入盤(4)上剛度調(diào)節(jié)機構外側固定設置有外殼，外殼的中心固定設置有輸入軸(1)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種雙態(tài)式變剛度柔順關節(jié)，其特征在于，第一錐齒輪(3)的直徑小于第二錐齒輪(9)的直徑。

4.一種雙態(tài)式變剛度柔順關節(jié)的操作方法，其特征在于，基于權利要求1至3任意一項所述的一種雙態(tài)式變剛度柔順關節(jié)，包括以下步驟：

步驟1，輸出外圈上設置輸出臂，輸入軸連接驅動電機，當輸出臂受到外力作用時，啟動剛度調(diào)節(jié)電機；

步驟2，通過剛度調(diào)節(jié)電機帶動第二錐齒輪轉動，從而使得相嚙合的第一錐齒輪及彈性簧片轉動，改變彈性簧片的截面慣性矩，實現(xiàn)剛度的切換。