[發明專利]通過改變彈簧預緊力實現變剛度的變剛度機構及柔性關節

有效

• 申請號: 202111511485.7
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114347088B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 張蘭;陳令凱;黃冠宇;孔令雨;謝安桓;張丹
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種通過改變彈簧預緊力實現變剛度的變剛度機構，其特征在于，包括驅動軸（1）、變剛度驅動盤（3）、滑塊（4）、軸套（5）、彈簧底座（6）和彈簧（7）；所述的變剛度驅動盤（3）與驅動軸（1）轉動連接；所述滑塊（4）的一端與變剛度驅動盤（3）配合，另一端與彈簧底座（6）固定連接；所述彈簧底座（6）和驅動軸（1）之間設置有軸套（5），所述軸套（5）與驅動軸（1）配合；所述彈簧底座（6）的輸出端面固定有多組均布的彈簧（7），所述彈簧（7）的另一端與輸出盤（8）相連；所述輸出盤（8）與驅動軸（1）轉動連接；

所述的變剛度驅動盤（3）的輸出端面均布有多組T形槽；所述T形槽的輪廓線具體為：從端面看該輪廓線為曲線，從軸向平面看該輪廓線為與端面成大于0°的直線；

所述滑塊（4）的頂部為球形滾子，所述滑塊（4）的球形滾子在T形槽內沿曲線運動，從而帶動彈簧底座（6）沿軸向滑動。

2.根據權利要求1所述的通過改變彈簧預緊力實現變剛度的變剛度機構，其特征在于，所述彈簧底座（6）的內側軸孔處設有均布的矩形滑槽；所述軸套（5）的外側對應均布有矩形滑片；所述矩形滑槽與矩形滑片配合，使彈簧底座（6）隨軸套（5）轉動的同時也可沿軸套（5）軸向滑動。

3.根據權利要求1所述的通過改變彈簧預緊力實現變剛度的變剛度機構，其特征在于，所述驅動軸（1）的輸出端為光軸或階梯軸，用以安裝變剛度驅動盤（3）、彈簧底座（6）和輸出盤（8）。

4.一種通過改變彈簧預緊力實現變剛度的柔性關節，其特征在于，包括權利要求1-3任一項所述的通過改變彈簧預緊力實現變剛度的變剛度機構、剛度調節電機、中間驅動機構和一體化驅動機構；所述變剛度機構位于一體化驅動機構的輸出端；所述的一體化驅動機構包括驅動電機（12）、諧波減速器（11）和減速器輸出法蘭（10）和中空軸；所述減速器輸出法蘭（10）與驅動軸（1）固定連接。

5.根據權利要求4所述的通過改變彈簧預緊力實現變剛度的柔性關節，其特征在于，所述的剛度調節電機的傳動方式具體為：若采用蝸輪蝸桿驅動，則變剛度驅動盤（3）的圓周面為蝸輪形狀；若采用齒輪驅動，則變剛度驅動盤（3）的圓周面為對應的齒輪形狀；若采用傳動軸與變剛度驅動盤（3）連接，則變剛度驅動盤（3）開有與之配合的軸孔。

6.根據權利要求4所述的通過改變彈簧預緊力實現變剛度的柔性關節，其特征在于，所述的剛度調節電機側置，即剛度調節電機的輸出軸與驅動軸（1）平行；所述剛度調節電機的外殼與一體化驅動機構的電機外殼固定或與減速器輸出法蘭（10）固定。

7.根據權利要求4所述的通過改變彈簧預緊力實現變剛度的柔性關節，其特征在于，所述的剛度調節電機前置，即剛度調節電機的輸出軸穿過一體化驅動機構的中空軸，將剛度調節電機放置在一體化驅動機構前端。