[发明专利]仿人机器人可变刚度柔性关节设计

权利要求书

1.一种仿人机器人可变刚度柔性关节，主要包括可变柔性关节驱动器、2D差分驱动关节机构。所述的可变柔性关节驱动器，主要包括微型驱动单元、电机支架、弹性单元。所述的2D差分驱动关节，主要包括柔索输入轮A、柔索输入轮B、输出轮C、柔索C、D、定滑轮。其特征在于：所述的可变柔性关节驱动器通过柔索与2D差分驱动关节机构相连，无冗余驱动；采用柔索传动，结构简单，易于加工装配，摩擦小，无回程误差；所述仿人机器人可变刚度柔性关节结构紧凑，易于安装，为构造全动力可变刚性柔性双足机器人提供新的解决办法。

2.如权利要求1所述的一种仿人机器人可变刚度柔性关节，其特征在于：所述的微型电机通过电机支架A固结在双足机器人本体上；所述微型电机输出轴，通过联轴器与螺旋轴相连，所述螺旋轴为两侧带有螺旋导轨，中间为光杆的旋转轴，其两端分别由电机支架A、B内装配的轴承支撑；所述的电机支架A与导杆固结，其特征在于，所述导杆另一端与电机支架B固结，导杆上只有滑块，滑块可沿导杆运动；所述的滑块，将弹簧A微型电机外壳与电机支架A固结；导杆一端固结于电机支架A，另一端联接电机支架B；滑块可沿导杆运动；所述滑块，上表面接弹性元件A；其特征在于：所述弹性元件A，一部分沿螺旋导轨穿在螺旋轴上，剩余部分为有效工作长度；弹性元件直径应略小于螺旋轴直径，防止弹性元件在外力作用下，轴向移动；

3.如权利要求1所述的一种仿人机器人可变刚度柔性关节，其特征在于：所述的可变刚度柔性关节驱动器，引入特殊弹性元件，在步行过程中，通过不断的调整弹簧元件刚度来改变可变刚度柔性关节刚度，以适应不同步行阶段关节刚度需要，并且能够存储/释放能量和吸收冲击；

4.如权利要求1所述的一种仿人机器人可变刚度柔性关节，其特征在于：采用2-DOF差分驱动机构，采用柔索差动关节，较齿轮设计，结构简单，摩擦小，无回程误差，并且缩小机器人关节尺寸。依据人类能耗分布的角度，实现驱动力矩再分配。