[發(fā)明專利]一種可變剛度機器人關節(jié)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210355916.3
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114905541A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 王家序;宋延奎;周聰;余泓宇;向果;賈航;郭娟
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶奔騰科技發(fā)展有限公司;重慶科技學院;重慶大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;B25J9/00
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 鄧楠

1.一種可變剛度機器人關節(jié)，其特征在于：包括：

殼體；

支軸，其轉(zhuǎn)動穿設在所述殼體內(nèi)；

關節(jié)彎曲驅(qū)動機構(gòu)，其用于驅(qū)動所述支軸旋轉(zhuǎn)；

連接件，其穿設在所述支軸上并位于所述殼體內(nèi)；

多塊彈性片，所述彈性片的一端與所述連接件連接，所述彈性片的另一端沿所述支軸的徑向延伸；

多個滑動組件，與所述彈性片的數(shù)量相對應，所述滑動組件可滑動地穿設在所述彈性片上；

兩組剛度調(diào)節(jié)組件，分別布置在所述連接件的兩側(cè)，并與每個所述滑動組件連接，所述剛度調(diào)節(jié)組件轉(zhuǎn)動套設在所述支軸上；以及

調(diào)節(jié)驅(qū)動組件，其設置在所述殼體內(nèi)，其用于使兩組所述剛度調(diào)節(jié)組件同步驅(qū)動所有所述滑動組件沿所述彈性片滑動，以改變所述彈性片的有效長度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變剛度機器人關節(jié)，其特征在于：所述剛度調(diào)節(jié)組件包括：

第一調(diào)節(jié)盤，其轉(zhuǎn)動套設在所述支軸上，所述第一調(diào)節(jié)盤設置有多條曲線滑道；以及

第二調(diào)節(jié)盤，其布置所述第一調(diào)節(jié)盤背離所述連接件的一側(cè)，所述第二調(diào)節(jié)盤設置在所述殼體上，并轉(zhuǎn)動套設在所述支軸上，所述第二調(diào)節(jié)盤設置有多條徑向滑道，每條所述徑向滑道分別對應一條所述曲線滑道，所述徑向滑道在所述第一調(diào)節(jié)盤上的投影與所述曲線滑道有重疊；

所述調(diào)節(jié)驅(qū)動組件用于驅(qū)動兩個所述第一調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)，所述滑動組件分別與所述曲線滑道和所述徑向滑動配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變剛度機器人關節(jié)，其特征在于：所述調(diào)節(jié)驅(qū)動組件包括蝸輪、蝸桿和調(diào)節(jié)驅(qū)動電機；

所述蝸輪呈中空結(jié)構(gòu)，兩個所述第一調(diào)節(jié)板分別布置在所述蝸輪的兩側(cè)并與所述蝸輪連接，所述蝸輪位于兩個所述第二調(diào)節(jié)盤之間，所述蝸輪、所述第一調(diào)節(jié)盤、所述第二調(diào)節(jié)盤、所述支軸同軸線布置；

所述蝸桿轉(zhuǎn)動設置在所述殼體內(nèi)并與所述蝸輪嚙合，所述調(diào)節(jié)驅(qū)動電機設置在所述殼體上并與所述蝸桿連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可變剛度機器人關節(jié)，其特征在于：所述滑動組件包括支撐座、第一滑動單元和兩組第二滑動單元；

所述支撐座呈中空結(jié)構(gòu)，所述第一滑動單元設置在所述支撐座內(nèi)，所述第一滑動單元之間設置有間隙，所述彈性片穿過所述間隙并與所述第一滑動單元滑動配合；

兩組所述第二滑動單元分別布置在所述支撐座的兩側(cè)，所述第二滑動單元分別滑動配合在對應一側(cè)的所述曲線滑道和所述徑向滑道內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變剛度機器人關節(jié)，其特征在于：所述第一滑動單元包括兩個滑輪，兩個所述滑輪轉(zhuǎn)動設置在所述支撐座內(nèi)并分別貼合在所述彈性片的兩側(cè)，所述滑輪的轉(zhuǎn)動軸線平行于所述支軸；

所述第二滑動單元包括支柱、第一滾動軸承和第二滾動軸承，所述支柱的一端與所述支撐座相連，所述支軸的另一端依次穿過所述曲線滑道和所述徑向滑道；

所述第一滾動軸承和所述第二滾動軸承分別固定穿設在所述支柱上，所述第一滾動軸承滑動配合在所述曲線滑道內(nèi)，所述第二滾動軸承滑動配合在所述徑向滑道內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變剛度機器人關節(jié)，其特征在于：所述關節(jié)彎曲驅(qū)動機構(gòu)包括彎曲驅(qū)動電機、第一編碼器、安裝座、諧波減速器和第二編碼器；

所述第一編碼器分別與所述彎曲驅(qū)動電機和所述安裝座連接，所述安裝座設置在所述諧波減速器上并與所述殼體轉(zhuǎn)動配合，所述第二編碼器設置在所述殼體背離所述彎曲驅(qū)動電機的一側(cè)，所述彎曲驅(qū)動電機、所述第一編碼器、所述諧波減速器、所述支軸和所述第二編碼器依次連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變剛度機器人關節(jié)，其特征在于：還包括大腿支架和小腿支架，所述大腿支架設置在所述安裝座上并與所述殼體轉(zhuǎn)動配合，所述小腿支架設置在遠離所述彎曲驅(qū)動電機的一個所述第二調(diào)節(jié)盤上，所述第二編碼器設置所述小腿支架上；

所述大腿支架上設置有大腿穿戴件，所述小腿支架上設置有小腿穿戴件。