[实用新型]一种可变刚度的柔性关节

权利要求书

1.一种可变刚度的柔性关节，包含被动变刚度机构和主动柔性驱动机构，其特征在于所述被动变刚度机构主要包括：关节输出盘、关节第一驱动盘、关节第二驱动盘、第一凸轮组、第二凸轮组、第一凸轮组安装座、第二凸轮组安装座、光轴、光轴支撑座、调刚度安装盘、直线轴承和弹簧，所述关节第一驱动盘与关节第二驱动盘固定连接；所述关节第二驱动盘与关节输出盘上加工有相同轮廓线的凸轮槽，且该轮廓线可实现关节等效刚度随关节柔性变形角度而变化，凸轮槽轮廓线关于轴心对称；所述关节输出盘通过止推轴承、转动轴承安装在第一驱动盘的轴上，能够相对关节第二驱动轴转动；

所述第一凸轮组、第二凸轮组凸轮同时与第二驱动盘、关节输出盘相接触，且始终与凸轮槽外轮廓线相接触；所述第一凸轮组和第二凸轮组分别对应固定在第一凸轮组安装座和第二凸轮组安装座上，所述第一凸轮组安装座和第二凸轮组安装座分别通过直线轴承固定在光轴上，使凸轮组能够沿光轴平动；所述光轴通过光轴支撑座固定在调刚度安装盘上，调刚度安装盘通过止推轴承与转动轴承安装在第一驱动盘轴上，且能够绕第一驱动盘的轴心转动；

所述主动柔性驱动机构主要包括：梯形丝杠、丝杠支撑座、丝杠螺母、丝杠轴承、直流伺服电机、电机安装座、联轴器、变刚度调整座、直线轴承和压缩弹簧，所述直流伺服电机安装在电机安装座上，电机安装座与第一凸轮组安装座固定；所述梯形丝杠通过丝杠支撑座、丝杠轴承安装在第一凸轮组安装座内，直流伺服电机通过联轴器与梯形丝杠连接，带动梯形丝杠转动；所述丝杠螺母固定于变刚度调整座上，变刚度调整座通过两个直线轴承固定于光轴上，直流伺服电机带动梯形丝杠转动，调整变刚度调整座与第一凸轮组安装座之间的距离；所述压缩弹簧安装于变刚度调整座与第二凸轮组安装座之间。

2.根据权利要求1所述的可变刚度的柔性关节，其特征在于该柔性关节主要参数为：总体尺寸直径160mm、高50mm，柔性变形最大角度为30°，凸轮槽设计为偏心椭圆形，关节最大弹性输出为70N·m，第一驱动盘轴径设计为20mm，凸轮组选用工业用凸轮轴承随动器，凸轮直径16mm，凸轮轴承随动器固定端为外螺纹螺栓，直流伺服电机外径22mm，最大额定转矩15mNm，配直径22mm行星轮减速器减速比1:100，减速器输出最大扭矩为1.2Nm，梯形丝杠选为14mm、30度梯形丝杠，丝杠最大容许推力为3kN，压缩弹簧选用外径27mm、內径13.5mm的矩形磨具弹簧，弹簧自由长度120mm，弹性系数为70N/mm，弹簧安装预压缩量为10mm。