基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器.pdf

(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CN106737586A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611249889.2(22)申请日2016.12.29(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人郭朝肖晓晖孙剑韬张玉炳(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人齐晨涵姜学德(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J17/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器(57)摘要本发明公开了一种基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，包括动力输入机构、动力输出机构和两套刚度调节结构，所述两套刚度调节结构沿动力输出机构的中心对称布置，采用了带有阿基米德螺旋曲线槽的齿轮来调节支点，改变杠杆力臂长度。能够实现刚度的大范围调节，使驱动器能够从零刚度调整到完全刚性，并且使得结构更加紧凑，且通过移动支点改变刚度，更易于控制，能够实现驱动器的输出位置和输出刚度的实时同步的调节。CN106737586ACN106737586A权利要求书1/1页1.一种基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，包括动力输入机构（a）、刚度调节机构（b）和动力输出机构（c），其特征在于：所述刚度调节结构（b）设置有两套，沿动力输出机构（c）的中心对称布置，所述刚度调节机构（b）包括杠杆（19）、支点柱（20）、滑块（17）和直线导轨（28），所述杠杆（19）一端铰接在动力输出机构（c）上，所述杠杆（19）上下面分别设置有顶面滑槽（19.1）和底面滑槽（19.2），所述支点柱（20）一端与顶面滑槽（19.1）配合连接，另一端连接在动力输入机构（a）上，且与动力输入机构（a）之间设置有支点调节结构（d），所述支点调节结构（d）用于调节支点柱（20）相对于动力输入机构（a）的驱动轴（27）轴向的位置，所述滑块（17）与底面滑槽（19.2）配合连接且套接在直线导轨（28）上，所述直线导轨（28）连接在动力输出机构（c）上，所述直线导轨（28）上还套接有两段弹簧（13），所述两段弹簧（13）分别位于滑块（17）两侧。2.根据权利要求1所述的基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述动力输入机构（a）包括位置伺服电机（3）和盘状的驱动器底座（7），所述驱动器底座（7）通过联轴器（5）安装在位置伺服电机（3）的驱动轴（27）上。3.根据权利要求2所述的基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述的支点调节结构（d）包括刚度伺服电机（2）、传动齿轮（16）和刚度调节齿轮（18）；所述传动齿轮（16）连接在刚度伺服电机（2）的输出轴上，与刚度调节齿轮（18）啮合，所述刚度调节齿轮（18）通过轴承连接在动力输出机构（c）的输出轴（11）上，所述刚度调节齿轮（18）上设置有阿基米德螺旋线槽（15），所述驱动器底座（7）上设置有径向调节槽（21），所述支点柱（20）另一端依次穿过阿基米德螺旋线槽（15）和径向调节槽（21）。4.根据权利要求3所述的基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述支点柱（20）上设置有支点顶盖（6），所述支点顶盖（6）位于杠杆（19）和刚度调节齿轮（18）之间。5.根据权利要求4所述的基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述动力输出机构（c）包括带有旋转编码器（14）的输出轴（11），所述输出轴（11）上还设置有杠杆支撑架（12），所述两个对称布置的杠杆（19）分别铰接在杠杆支撑架（12）两端头，所述两个对称布置的直线导轨（28）也连接在输出轴（11）上。6.根据权利要求5所述的基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，其特征在于：还包括驱动器保护机构（f），所述驱动器保护机构（f）包括筒状的驱动器外壳（8），所述驱动器外壳（8）一端与驱动器底座（7）之间活动连接，另一端设置有顶盖（9）。7.根据权利要求6所述的基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述驱动器外壳（8）一端与驱动器底座（7）之间通过第一轴承（26）活动连接，且驱动器外壳（8）边缘还设置有用于限制驱动器底座（7）径向运动的限位环（10）。8.根据权利要求7所述的基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，其特征在于：还包括驱动器支撑机构（e），所述驱动器支撑机构（e）包括底座（1）和支架（4）。2CN106737586A说明书1/4页基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器[0001]技术领域[0002]本发明涉及变刚度驱动器，具体地指一种基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器。背景技术[0003]在机器人领域，运动驱动的方式有液压驱动、气压驱动和