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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112894787A(43)申请公布日2021.06.04(21)申请号202110314387.8(22)申请日2021.03.24(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人胡冰山陆盛程科喻洪流孟巧玲李素姣(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人宣慧兰(51)Int.Cl.B25J9/08(2006.01)A61H1/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种变刚度模块及模块化柔性变刚度驱动机构(57)摘要本发明涉及一种变刚度模块及模块化柔性变刚度驱动机构,变刚度模块中,基座与凸轮可转动连接;平头轴随刚度电机的输出轴转动;刚度调节结构包括T型丝杠、弹簧压缩块、导向支撑架、弹簧结构、连接块和凸轮随动件,T型丝杠随平头轴转动,弹簧压缩块螺接在T型丝杠上,弹簧压缩块沿导向支撑架滑动,弹簧结构与弹簧压缩块和连接块连接,凸轮随动件安装在连接块上;凸轮的内轮廓壁与凸轮随动件啮合,凸轮的外轮廓壁与外部负载连接。与现有技术相比,本发明在变刚度模块中,刚度电机的输出轴通过传动结构连接至T型丝杠,从而带动弹簧压缩块对弹簧结构进行压缩,使得凸轮发生转动,实现了变刚度特性,结构简单,成本低,适用范围广。CN112894787ACN112894787A权利要求书1/1页1.一种变刚度模块,其特征在于,包括基座(1)、刚度电机(2)、传动结构(3)和2个平头轴(4),以及刚度调节结构(5)和凸轮(6),所述基座(1)与凸轮(6)通过轴承可转动连接,刚度电机(2)安装在基座(1)上;2个平头轴(4)分别与传动结构(3)连接,1个平头轴(4)连接至刚度电机(2)的输出轴,1个平头轴(4)连接至刚度调节结构(5);所述刚度调节结构(5)包括T型丝杠(501)、弹簧压缩块(502)、导向支撑架(503)、弹簧结构(504)、连接块(505)和凸轮随动件(506),导向支撑架(503)安装在基座(1)上,所述T型丝杠(501)通过平头轴(4)与传动结构(3)连接,所述弹簧压缩块(502)的一端螺接在T型丝杠(501)上,弹簧压缩块(502)的另一端与弹簧结构(504)连接,所述弹簧压缩块(502)沿导向支撑架(503)往复滑动,弹簧结构(504)还与连接块(505)连接,所述凸轮随动件(506)安装在连接块(505)上;所述凸轮(6)的内轮廓壁(601)与凸轮随动件(506)啮合,所述凸轮(6)的外轮廓壁与外部负载连接。2.根据权利要求1所述的一种变刚度模块,其特征在于,所述变刚度模块还包括相互连接的旋转齿轮(7)和旋转编码器(8),所述旋转齿轮(7)与凸轮(6)的内轮廓壁(601)啮合,旋转齿轮(7)随凸轮(6)的转动而转动,所述旋转编码器(8)随旋转齿轮(7)的转动而转动,旋转齿轮(7)和旋转编码器(8)安装在基座(1)上。3.根据权利要求1所述的一种变刚度模块,其特征在于,所述传动结构(3)为齿轮组,包括相互啮合的主动齿轮(301)和从动齿轮(302),所述主动齿轮(301)通过平头轴(4)与刚度电机(2)的输出轴连接,所述从动齿轮(302)通过平头轴(4)与T型丝杠(501)连接。4.根据权利要求3所述的一种变刚度模块,其特征在于,所述从动齿轮(302)的数量至少为1个,T型丝杠(501)的数量至少为1个。5.根据权利要求1所述的一种变刚度模块,其特征在于,所述T型丝杠(501)上螺接有螺帽(507),弹簧压缩块(502)的一端与螺帽(507)固定连接。6.根据权利要求1所述的一种变刚度模块,其特征在于,所述导向支撑架(503)包括导轨,导轨的形状与弹簧压缩块(502)的形状相配合,弹簧压缩块(502)沿导轨往复滑动。7.根据权利要求6所述的一种变刚度模块,其特征在于,所述导轨上设有限位机构。8.根据权利要求1所述的一种变刚度模块,其特征在于,所述弹簧结构(504)包括两个并排的直线弹簧,直线弹簧的一端连接至弹簧压缩块(502),直线弹簧的另一端连接至连接块(505),连接块(505)上凸轮随动件(506)的数量至少为1个。9.一种模块化柔性变刚度驱动机构,其特征在于,包括位置控制模块和如权利要求1‑8中任一所述的变刚度模块,所述位置控制模块包括电机外壳(9)、位置电机(10)、法兰盘(11)和谐波减速器(12);所述位置电机(10)安装在电机外壳(9)上,法兰盘(11)分别与位置电机(10)的输出轴和谐波减速器(12)连接,所述谐波减速器(12)与变刚度模块的基座(1)连接,法兰盘(11)随位置电机(10)的输出轴的转动而转动,法兰盘(11)的转动带动谐波减速器(12)随之转动,谐