一种可变刚度柔顺驱动关节.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CN106426265A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201611022491.5(22)申请日2016.11.17(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号(72)发明人王新庆高娟刘艳立罗琳飞(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人赵敏玲(51)Int.Cl.B25J17/00(2006.01)B25J17/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图5页(54)发明名称一种可变刚度柔顺驱动关节(57)摘要本发明公开了一种可变刚度柔顺驱动关节，包括关节外壳、关节电机和谐波减速器，所述关节电机的电机轴端部连接谐波减速器的波发生器，作为关节的输入；所述的电机轴上安装有刚度调节机构；所述的谐波减速器的钢轮与一个法兰固定，法兰的外圈通过轴承与关节外壳配合，法兰上开有槽，槽与一个弹性件的一端接触，弹性件的另一端固定，通过刚度调节机构调节所述的弹性件可变形长度，从而实现钢轮与关节的柔性连接，所述的谐波减速器的柔轮作为关节的输出。CN106426265ACN106426265A权利要求书1/1页1.一种可变刚度柔顺驱动关节，其特征在于，包括关节外壳、关节电机和谐波减速器，所述关节电机的电机轴端部连接谐波减速器的波发生器，作为关节的输入；所述的电机轴上安装有刚度调节机构；所述的谐波减速器的钢轮与一个法兰固定，法兰的外圈通过轴承与关节外壳配合，法兰上开有槽，槽与一个弹性件的一端接触，弹性件的另一端固定，通过刚度调节机构调节所述的弹性件可变形长度，从而实现钢轮与关节的柔性连接，所述的谐波减速器的柔轮作为关节的输出。2.如权利要求1所述的可变刚度柔顺驱动关节，其特征在于，所述的刚度调节机构包括一个刚度调节电机，所述的刚度调节电机连接一个减速机，所述的减速机的输出端安装一个小齿轮，所述的小齿轮与一个大齿轮啮合，所述的大齿轮套装在一个轴套上，所述的轴套套装在所述电机轴上，且轴套固定不动，所述的大齿轮与一个套装在轴套上的驱动盘固定连接，所述的大齿轮带动驱动盘旋转，在所述的驱动盘的径向面上开有多个滑槽，滑槽的轮廓曲线为等速螺旋线；在每个所述的滑槽内都安装一个轴承，每个轴承与一个滑块配合，每个滑块的另一端与一个导向装置相连；在所述的驱动盘旋转时，带动所述的滑块沿着所述的滑槽移动，所述的滑块与弹簧片滑动接触，实现对弹簧片的变形调节。3.如权利要求2所述的可变刚度柔顺驱动关节，其特征在于，所述的驱动盘的径向面上开有四个滑槽，且所述的四个滑槽沿驱动盘的圆周方向均匀设置。4.如权利要求2所述的可变刚度柔顺驱动关节，其特征在于，所述的导向装置为一个花键轴，所述的滑块与所述花键轴上的花键固定连接。5.如权利要求4所述的可变刚度柔顺驱动关节，其特征在于，所述的花键轴和弹簧片固定在同一个固定块上，所述的固定块固定在所述的轴套上。6.如权利要求4所述的可变刚度柔顺驱动关节，其特征在于，所述的花键轴一端固定在所述的固定块，另一端卡装在法兰的卡槽内。2CN106426265A说明书1/3页一种可变刚度柔顺驱动关节技术领域[0001]本发明公开了一种驱动关节，具体的涉及一种可变刚度柔顺驱动关节。背景技术[0002]安全性是未来机器人发展的首要考虑因素。未来机器人的发展趋势应当是与人共享同一生活空间，协同工作。目前，机器人主要采用刚性驱动的方式，如图1。通过关节电机34与臂杆刚性耦合，以尽可能提高系统的刚度来获得准确、快速地响应。然而，当人进入到机器人的任务空间并与之发生接触时，高刚度会对人的安全产生威胁。发明内容[0003]本发明公开了一种关节刚度可变的柔顺机器人关节,该关节通过两个电机驱动,力矩较大的电机作为关节的驱动电机；力矩较小的电机用于改变关节的刚度,关节刚度在一定范围内可调,从而可以适用于不同的接触场合。[0004]本发明采用的技术方案如下：[0005]一种可变刚度柔顺驱动关节，包括关节外壳、关节电机和谐波减速器，所述关节电机的电机轴端部连接谐波减速器的波发生器，作为关节的输入；所述的电机轴上安装有刚度调节机构；所述的谐波减速器的钢轮与一个法兰固定，法兰的外圈通过轴承与关节外壳配合，法兰上开有槽，槽与一个弹性件的一端接触，弹性件的另一端固定，通过刚度调节机构调节所述的弹性件可变形长度，从而实现钢轮与关节的柔性连接，所述的谐波减速器的柔轮作为关节的输出。[0006]进一步的，所述的刚度调节机构包括一个刚度调节电机，所述的刚度调节电机连接一个减速机，所述的减速机的输出端安装一个小齿轮，所述的小齿轮与一个大齿轮啮合，所述的大齿轮套装在一个轴套上，所述的轴套套装在所述电机轴上，且轴套固定不动，所述的大齿轮与