基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115091502A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210905781.3(22)申请日2022.07.29(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人李瑞亚王永康吴平梅椰诚谭跃刚(74)专利代理机构武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙)42231专利代理师孙迪(51)Int.Cl.B25J17/02(2006.01)B25J19/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节(57)摘要本发明公开了一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，包括主动轮和从动轮、多个滑块组件、多个SMA弹簧组件和叶片弹簧，每个所述叶片弹簧的一端固定在所述从动轮的内侧壁上，其另一端滑动连接在所述第二滑槽中，每个所述SMA弹簧组件的两端分别固定连接在所述滑块组件和轴套上，且每个所述SMA弹簧组件上均设有加热元件，通过对所述加热元件加热来控制所述SMA弹簧组件中SMA弹簧长度的变化，从而控制所述滑块组件在所述第一滑槽中上下移动的距离，以改变所述叶片弹簧在第二滑槽中的位置，使叶片弹簧在不同位置发生弯曲，达到变刚度的目的。CN115091502ACN115091502A权利要求书1/2页1.一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，包括：主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮通过固定轴连接，所述固定轴靠近主动轮的一端套接有轴套，该轴套的侧端面与所述主动轮固定连接，所述主动轮上开设有多个第一滑槽，每个所述第一滑槽中均设置有导轨，所述导轨的两端固定在所述主动轮上；多个滑块组件，每个所述滑块组件的一端均与所述导轨滑动连接，其另一端穿过所述第一滑槽设置于所述主动轮和从动轮之间，且该端面上开设有第二滑槽；多个SMA弹簧组件和叶片弹簧，每个所述叶片弹簧的一端固定在所述从动轮的内侧壁上，其另一端滑动连接在所述第二滑槽中，每个所述SMA弹簧组件的两端分别固定连接在所述滑块组件和轴套上，且每个所述SMA弹簧组件上均设有加热元件，通过对所述加热元件加热来控制所述SMA弹簧组件中SMA弹簧长度的变化，从而控制所述滑块组件在所述第一滑槽中上下移动的距离，以改变所述叶片弹簧在第二滑槽中的位置，使叶片弹簧在不同位置发生弯曲，达到变刚度的目的。2.根据权利要求1所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，所述SMA弹簧组件包括SMA弹簧和弹簧基座，所述弹簧基座的两端分别固定在所述滑块组件和轴套上，所述SMA弹簧以螺旋式转动嵌入所述弹簧基座中，所述加热元件缠绕在所述SMA弹簧上。3.根据权利要求2所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，还包括为所述加热元件加热提供电能的导电组件。4.根据权利要求3所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，所述导电组件包括第一电刷、第二电刷和两个带有铜箔的塑料杯，所述两个带有铜箔的塑料杯间隔套设在所述固定轴上，且两个塑料杯的铜箔分别通过导线与外部电源连接，所述第一电刷和第二电刷的一端分别与两个塑料杯上的铜箔接触，所述第一电刷和第二电刷的另一端分别固定在所述轴套上，且分别与所述加热元件电连接。5.根据权利要求4所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，所述固定轴与所述从动轮连接的一端为空心，且位于所述两个塑料杯之间的所述固定轴上开设有导线出口，导线从所述固定轴的空心端穿入后从所述导线出口穿出并与两个塑料杯上的铜箔连接用于导电。6.根据权利要求5所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，所述固定轴的外圆周上间隔设置有两个环形槽，所述两个塑料杯分别设置在该两个环形槽内。7.根据权利要求6所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，所述加热元件为电阻丝。8.根据权利要求1所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，所述滑块组件包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块通过螺丝连接在所述第二滑块的一端，所述第二滑槽设置在所述第二滑块的另一端面上。9.根据权利要求1所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特征在于，所述固定轴与从动轮连接的一侧还套接有轴承，所述从动轮的外侧固定有电机舵盘，所述从动轮通过电机舵盘与后电机相连，所述主动轮与前电机相连。10.根据权利要求1所述的一种基于SMA弹簧驱动叶片弹簧的机器人变刚度关节，其特2CN115091502A权利要求书2/2页征在于，所述导轨为燕尾形导轨。3CN115091502A说明书1/5页基于SMA弹簧驱动