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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CN108297075A(43)申请公布日2018.07.20(21)申请号201810400130.2(22)申请日2018.04.28(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人吴军吴崇灯许天睿张彬彬(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人邸更岩(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J19/00(2006.01)F16H37/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种基于齿轮齿条传动的板簧式变刚度柔性驱动器(57)摘要一种基于齿轮齿条传动的板簧式变刚度柔性驱动器,该驱动器包括机架、动力输入及传动机构和输出机构。所述动力输入及传动机构包括电机、齿轮、齿条、齿条支架、连杆和滑块;所述输出机构包括输出圆筒、板簧、输出板和输出板连接件,板簧安装在输出圆筒上,且与滑块连接构成移动副;两输出板的一端固接在输出圆筒上,另一端通过输出圆柱固接在一起。本发明采用双电机并联对抗式的结构,使其输出响应更加迅速;采用板簧作为弹性元件使得驱动器变刚度模块结构变得简单,并且本发明结构紧凑、高度对称。CN108297075ACN108297075A权利要求书1/1页1.一种基于齿轮齿条传动的板簧式变刚度柔性驱动器,包括机架(1)、动力输入及传动机构和输出机构,其特征在于:所述动力输入及传动机构包括A电机(2)、B电机(6)、A齿轮(5)、B齿轮(9)、第一A齿条(11a)、第二A齿条(11b)、第一B齿条(11c)、第二B齿条(11d)、第一A连杆(12a)、第二A连杆(12b)、第一B连杆(12c)、第二B连杆(12d)、第一滑块(13a)、第二滑块(13b)和齿条支架(14);A电机(2)和B电机(6)分别安装在机架(1)的两侧;A电机(2)和B电机(6)的输出轴分别与A齿轮(5)和B齿轮(9)同轴连接;A齿轮轴和B齿轮轴的轴线位于同一直线上;第一A齿条(11a)和第二A齿条(11b)分别与A齿轮(5)啮合,且上下平行布置;第一B齿条(11c)和第二B齿条(11d)分别与B齿轮(9)啮合,且上下平行布置;四根齿条安装在齿条支架(14)上,并与齿条支架(14)构成四个移动副;第二A连杆(12b)和第一B连杆(12c)的一端分别与第二A齿条(11b)和第一B齿条(11c)的一端固接;第二A连杆(12b)和第一B连杆(12c)的另一端分别通过转动副与第一滑块(13a)连接;第一A连杆(12a)和第二B连杆(12d)的一端分别与第一A齿条(11a)和第二B齿条(11d)的一端固接,第一A连杆(12a)和第二B连杆(12d)的另一端分别通过转动副与第二滑块(13b)连接;第一滑块(13a)和第二滑块(13b)关于A齿轮轴和B齿轮轴的轴线对称布置;所述输出机构包括第一板簧(15a)、第二板簧(15b)、输出圆筒(16)、A输出板(17a)和B输出板(17b)和输出板连接件(18);第一板簧(15a)和第二板簧(15b)的一端均固定安装在输出圆筒(16)内壁上;第一滑块(13a)安装在第一板簧(15a)上,且与第一板簧(15a)构成移动副;第二滑块(13b)安装在第二板簧(15b)上,且与第二板簧(15b)构成移动副;A输出板(17a)和B输出板(17b)的一端分别固定在输出圆筒(16)的两侧,另一端通过输出板连接件(18)固接在一起。2.根据权利要求1所述的一种基于齿轮齿条传动的板簧式变刚度柔性驱动器,其特征在于,所述A齿轮(5)与A齿轮轴采用一体式结构;所述B齿轮(9)与B齿轮轴采用一体式结构。3.根据权利要求1所述的一种基于齿轮齿条传动的板簧式变刚度柔性驱动器,其特征在于,A齿轮轴分别通过轴承与机架(1)、A输出板(17a)和齿条支架(14)连接;B齿轮轴分别通过轴承与机架(1)、B输出板(17a)和齿条支架(14)连接;A电机(2)输出轴与A齿轮轴之间以及B电机(6)输出轴与B齿轮轴之间均采用联轴器进行连接。2CN108297075A说明书1/3页一种基于齿轮齿条传动的板簧式变刚度柔性驱动器技术领域[0001]本发明属于柔性驱动技术领域,特别涉及一种基于齿轮齿条传动的板簧式变刚度柔性驱动器。背景技术[0002]机器人领域的运动驱动方式主要有以下几种,如气压驱动、液压驱动以及电机驱动等。电机驱动因为其控制准确、调节精度高、响应迅速等优势成为一种主要的驱动方式。随着机器人技术的发展,康复机器人和仿生服务机器人的研发越来越受重视,这些机器人在人机交互过程的安全性和对环境的适应能力也有着更高的要求。而传统的电机驱动是刚性驱动,在人机交互过程中与环境发