[發明專利]一種模塊化鋼絲繩驅動變剛度關節

有效

• 申請號: 202010973902.9
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112092007B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 金弘哲;劉章興;趙杰;黃衛金;王彬巒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J9/10
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 高志光

1.一種模塊化鋼絲繩驅動變剛度關節，其特征在于：它包括關節外殼(11)、主驅動機構(H)、彈性機構和剛度調節機構(F)；

所述彈性機構包括變剛度底盤(E18)、直線彈簧模塊(E19)和杠桿組件(E15)；

所述主驅動機構(H)設置在關節外殼(11)內且二者可相對轉動，所述彈性機構布置在關節外殼(11)內，變剛度底盤(E18)上可轉動地偏置有杠桿組件(E15)，杠桿組件(E15)具有支點滑槽(E15-1)，所述支點滑槽(E15-1)的一端開口，一端封閉，且開口端指向變剛度底盤(E18)中心，支點滑槽(E15-1)的兩個外壁分別對應頂靠有一個直線彈簧模塊(E19)，直線彈簧模塊(E19)可滑動地設置在變剛度底盤(E18)上，每個所述直線彈簧模塊(E19)包括線性彈簧(E19-2)、套筒(E19-3)和滑軌(E19-4)；套筒(B19-3)通過滑軌(B19-4)滑動設置在變剛度底盤(E18)上，套筒(B13-3)內設置有線性彈簧(E19-2)，線性彈簧(E19-2)的兩端分別與變剛度底盤(E18)的凸緣和套筒(E19-3)的底部相抵，套筒(E19-3)的端部具有與杠桿組件(E15)相抵的可轉動的第二凸輪軸承隨動器(E19-5)，所述杠桿組件(E15)包括杠桿軸(E15-2)和支撐凸緣(E15-3)；支點滑槽(E15-1)安裝在杠桿軸(E15-2)一端，杠桿軸(E15-2)另一端轉動安裝在變剛度底盤(E18)上，支撐凸緣(E15-3)安裝在支點滑槽(E15-1)的底部，套筒(E19-3)上的第二凸輪軸承隨動器(E19-5)抵靠在支撐凸緣(E15-3)的側面上；

變剛度底盤(E18)由主驅動機構(H)帶動相對關節外殼(11)能轉動，在變剛度底盤(E18)的底面安裝有彈性膜片(K10)，彈性膜片(K10)與主驅動機構(H)的輸出端連接，變剛度底盤(E18)邊緣通過四點接觸軸承(K11)與關節外殼(11)連接；所述剛度調節機構(F)包括剛度調節驅動器(F23)、鋼絲繩傳動組件(F22)、平移滑塊(F20)、輸出端蓋(F21)和第一凸輪軸承隨動器(F16)；所述剛度調節驅動器(F23)安裝在輸出外殼(F21)上，輸出端蓋(F21)與關節外殼(11)連接，平移滑塊(F20)由鋼絲繩傳動組件(F22)中的鋼絲繩帶動相對輸出端蓋(F21)滑動，鋼絲繩傳動組件(F22)的鋼絲繩被剛度調節驅動器(F23)驅動運動，第一凸輪軸承隨動器(F16)安裝在平移滑塊(F20)的下表面上，并限位在支點滑槽(E15-1)內能滑動。

2.根據權利要求1所述一種模塊化鋼絲繩驅動變剛度關節，其特征在于：所述主驅動機構(H)包括主電機(H1)、電機法蘭(H2)、交叉滾子軸承(H6)和諧波減速器；主電機(H1)安裝在電機法蘭(H2)上，主電機(A1)的軸與諧波減速器的波發生器(H5)固接，電機法蘭(H2)與諧波減速器的柔輪(H3)連接，柔輪(H3)與交叉滾子軸承(H6)的內圈固接，關節外殼(11)與交叉滾子軸承(H6)的外圈固接，變剛度底盤(E18)由諧波減速器的剛輪(H4)驅動轉動，剛輪(H4)與變剛度底盤(E18)固接。

3.根據權利要求2所述一種模塊化鋼絲繩驅動變剛度關節，其特征在于：所述剛度調節驅動器(F23)包括剛度調節電機(F23-1)、剛度調節基座(F23-2)和行星減速器(F23-3)；剛度調節基座(F23-2)與輸出端蓋(F21)連接，剛度調節電機(F23-1)與行星減速器(F23-3)的輸入端連接，行星減速器(F23-3)輸出驅動鋼絲繩傳動組件(F22)中的鋼絲繩運動。