[發(fā)明專利]變剛度裝置及變剛度裝置的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210874345.4
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115163715B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周春燕;趙彪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: F16F7/00
• 分類號: F16F7/00;F16F15/00;F16F15/06;F16F15/02
• 代理公司: 北京智乾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11552
• 代理人: 王晉

本申請公開一種變剛度裝置，包括：變剛度機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和固定機(jī)構(gòu)，其中，固定機(jī)構(gòu)包括第一固定部和第二固定部；變剛度機(jī)構(gòu)的縱軸方向的一端與第一固定部相連接，另一端與第二固定部相連接；驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括柔順結(jié)構(gòu)件，柔順結(jié)構(gòu)件的第一端被牽引沿縱軸方向有位移，第二端連接變剛度機(jī)構(gòu)，柔順結(jié)構(gòu)件，被配置為基于被牽引的第一端的運(yùn)動向變剛度機(jī)構(gòu)施加非縱軸方向的橫向力；變剛度機(jī)構(gòu)呈圓周陣列分布與固定機(jī)構(gòu)相連接。本申請的變剛度機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)剛度大范圍連續(xù)變化。本申請解決現(xiàn)有技術(shù)中隔振裝置的剛度變化較小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且驅(qū)動裝置體積大的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于工程元部件技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種變剛度裝置及變剛度裝置的應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，變剛度裝置已廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，并且不同領(lǐng)域?qū)ψ儎偠妊b置的需求各不相同。例如，在車輛領(lǐng)域，需要通過調(diào)節(jié)汽車懸架的剛度變化可以使汽車具有更好的環(huán)境適應(yīng)性和乘坐舒適性；在機(jī)器人領(lǐng)域，需要機(jī)械臂具有較大的剛度來保證位置精度，同時(shí)還需要具有一定的柔順性來保證交互的安全性，以及需要根據(jù)負(fù)載的質(zhì)量來不斷改變剛度；在航空航天領(lǐng)域，高精度高穩(wěn)定性的遙感衛(wèi)星需要采用變剛度裝置對衛(wèi)星上的動量輪、CMG(Control Moment Gyro，控制力矩陀螺)、制冷機(jī)等活動部件引起的在軌振動進(jìn)行抑制，并且變剛度裝置的剛度變化范圍越大，對振動的抑制效果越好，越有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高精高穩(wěn)指標(biāo)。另外，變剛度裝置及其被隔振的設(shè)備在經(jīng)歷主動段發(fā)射環(huán)境時(shí)，由于動態(tài)響應(yīng)在共振頻率處會被放大，變剛度裝置的剛度越高對共振放大影響越小，從而越有利于保障變剛度裝置及其被隔振的設(shè)備的性能與安全。因此變剛度裝置是必不可少的。然而，已有的變剛度裝置的剛度變化較小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，驅(qū)動裝置較大，不易于集成到機(jī)器人內(nèi)部或者用于儀器的隔振裝置中，因此現(xiàn)有的變剛度裝置難以滿足上述需求。

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中隔振裝置的剛度變化較小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且驅(qū)動裝置體積大的技術(shù)問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例提供了一種變剛度裝置及變剛度裝置的應(yīng)用，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中隔振裝置的剛度變化較小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且驅(qū)動裝置體積大的技術(shù)問題。

根據(jù)本申請實(shí)施例提供了一種變剛度裝置，包括：變剛度機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和固定機(jī)構(gòu)，其中，

所述固定機(jī)構(gòu)包括第一固定部和第二固定部；

所述變剛度機(jī)構(gòu)的縱軸方向的一端與所述第一固定部相連接，另一端與所述第二固定部相連接；

所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括柔順結(jié)構(gòu)件，所述柔順結(jié)構(gòu)件的第一端被牽引沿所述縱軸有位移，第二端連接所述變剛度機(jī)構(gòu)，所述柔順結(jié)構(gòu)件，被配置為基于被牽引的第一端的運(yùn)動向所述變剛度機(jī)構(gòu)施加非所述縱軸方向的橫向力；

所述變剛度機(jī)構(gòu)呈圓周陣列分布與所述固定機(jī)構(gòu)相連接。

在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述變剛度機(jī)構(gòu)包括細(xì)長梁。

在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述柔順結(jié)構(gòu)件包括彈簧和柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)中的至少之一。

在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)包括鉸鏈，以及與鉸鏈連接的彎曲梁結(jié)構(gòu)。

在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述變剛度機(jī)構(gòu)與所述第一固定部的連接方式為固定連接或鉸接；

所述變剛度機(jī)構(gòu)與所述第二固定部的連接方式為固定連接或鉸接。

在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述柔順結(jié)構(gòu)件與所述變剛度機(jī)構(gòu)的中間部位鉸接。

在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述變剛度機(jī)構(gòu)，被配置為受所述橫向力產(chǎn)生彎曲變形或扭轉(zhuǎn)變形，以改變自身的剛度。

在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包含電機(jī)和聯(lián)軸器，所述電機(jī)與所述柔順結(jié)構(gòu)件通過所述聯(lián)軸器連接，所述電機(jī)通過所述聯(lián)軸器帶動所述柔順結(jié)構(gòu)沿所述縱軸方向平移。