[發明專利]一種轉軸剛度調節裝置及其應用

在審

• 申請號: 202111563065.3
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114193505A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 許明;陳詩濤
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J9/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 陳煒

1.一種轉軸剛度調節裝置，其特征在于：包括可調剛度彈簧機構(1)、支點變位機構(2)和剛度傳遞組件(3)；所述的可調剛度彈簧機構(1)包括導軌(1-1)、滑移板(1-2)、杠桿(1-3)、固定架(1-6)、支點變位塊(1-8)、支點軸(1-9)、彈簧(1-10)、彈簧安裝塊(1-13)和阻尼施加殼體；固定架(1-6)上固定有導軌(1-1)；導軌(1-1)上滑動連接有滑移板(1-2)；杠桿(1-3)的一端與滑移板(1-2)轉動連接；支點變位塊(1-8)與固定架(1-6)構成滑動副；支點變位塊(1-8)由支點變位機構(2)驅動進行滑動；

所述的杠桿(1-3)上開設有滑槽；支點變位塊(1-8)上固定有支點軸；支點軸穿過杠桿(1-3)上的滑槽；隨著支點變位塊(1-8)滑動，支點軸能夠在杠桿(1-3)的滑槽內滑動；固定架(1-6)上固定有相對設置的兩個彈簧安裝塊(1-13)；阻尼施加殼體設置在兩個彈簧安裝塊(1-13)之間；兩根彈簧(1-10)的一端與兩個彈簧安裝塊(1-13)的相對端分別固定；兩根彈簧(1-10)的另一端與阻尼施加殼體的兩側分別固定；杠桿(1-3)遠離滑移板(1-2)的端部伸入到阻尼施加殼體內；杠桿(1-3)擺動時帶動阻尼施加殼體在兩根彈簧(1-10)之間移動；滑移板(1-2)與被調節剛度的轉軸通過剛度傳遞組件(3)傳動連接。

2.根據權利要求1所述的一種轉軸剛度調節裝置，其特征在于：所述的可調剛度彈簧機構(1)還包括導軌安裝架(1-5)和變剛度彈簧安裝架(1-7)；導軌安裝架(1-5)和變剛度彈簧安裝架(1-7)均固定在固定架(1-6)上；導軌安裝架(1-5)位于變剛度彈簧安裝架(1-7)的一端；兩組導軌(1-1)均固定在導軌安裝架(1-5)上，且相對設置；兩組導軌(1-1)上均滑動連接有滑塊(1-4)；兩塊滑移板(1-2)與兩個滑塊(1-4)分別固定，且相互正對設置；杠桿(1-3)的一端位于兩塊滑移板(1-2)之間，并與兩塊滑移板(1-2)同軸鉸接；支點變位塊(1-8)與變剛度彈簧安裝架(1-7)構成滑動副。

3.根據權利要求1所述的一種轉軸剛度調節裝置，其特征在于：所述支點變位塊(1-8)的滑動方向與滑移板(1-2)的滑動方向相互垂直。

4.根據權利要求1所述的一種轉軸剛度調節裝置，其特征在于：所述的阻尼施加殼體包括兩塊圍板(1-12)和兩個彈簧連接板(1-11)；兩塊圍板(1-12)和兩個彈簧連接板(1-11)合圍成方形框架狀；彈簧安裝塊(1-13)與對應的彈簧連接板(1-11)的相對側面設置有用于連接彈簧(1-10)的安裝柱；彈簧(1-10)的兩端分別套置在對應的兩個安裝柱上。

5.根據權利要求1所述的一種轉軸剛度調節裝置，其特征在于：所述的阻尼施加殼體與變剛度彈簧安裝架(1-7)構成滑動副，且其滑動方向平行于滑移板(1-2)的滑動方向。

6.根據權利要求1所述的一種轉軸剛度調節裝置，其特征在于：所述的支點變位機構(2)包括輸出帶輪(2-1)、同步帶(2-2)、輸入軸(2-3)、輸入帶輪(2-4)、電機安裝架(2-5)、帶輪安裝臺(2-6)、調整電機(2-7)、螺母(2-8)和螺桿(2-9)；螺桿(2-9)轉動連接在固定架(1-6)上；螺母(2-8)固定在支點變位塊(1-8)上；螺桿(2-9)與螺母(2-8)構成螺旋副；帶輪安裝臺(2-6)固定在固定架(1-6)上；輸出帶輪(2-1)固定在螺桿(2-8)的端部；輸入帶輪(2-4)轉動連接在帶輪安裝臺(2-6)上；調整電機(2-7)通過電機安裝架(2-5)固定在固定架(1-6)上；調整電機(2-7)的輸入軸(2-3)與輸入帶輪(2-4)固定；輸入帶輪(2-4)與輸出帶輪(2-1)之間通過同步帶(2-2)連接。

7.根據權利要求1所述的一種轉軸剛度調節裝置，其特征在于：所述的剛度傳遞組件(3)包括直齒條(3-2)和傳動齒輪(3-1)；直齒條(3-2)與其中一塊滑移板(1-2)固定；傳動齒輪(3-1)與被調節剛度的轉軸連接；傳動齒輪(3-1)與直齒條(3-2)嚙合。

8.一種機器人脊柱旋轉關節，其特征在于：包括諧波運動組件，以及前述的一種轉軸剛度調節裝置；所述的諧波運動組件包括轉軸(4)、柔輪(5)和諧波產生器(6)；轉軸(4)轉動連接在機架上，并與轉軸剛度調節裝置內的傳動齒輪(3-1)固定；諧波產生器(6)的輸出軸與柔輪(5)連接；柔輪(5)與轉軸剛度調節裝置內的傳動齒輪(3-1)內嚙合。