[发明专利]一种基于渐开线页簧的主动变刚度旋转关节

权利要求书

1.一种基于渐开线页簧的主动变刚度旋转关节，其特征在于，所述关节包括电机驱动模块（100）、渐开线页簧模块（200）、多个变刚度压簧滚子模块（300）、直线轴承驱动模块（400）以及中心轴旋转输出模块（500），其中：

所述电机驱动模块（100）包括中心轴（101），上关节底板（102），上关节联结板（107），其中，所述中心轴（101）的两端通过轴承分别连接一上关节底板（102），其中一上关节底板（102）上设有电机驱动组件，用于驱动所述中心轴（101）旋转，所述上关节联结板（107）为U形，U形的两边分别连接所述上关节底板（102）；

所述渐开线页簧模块（200）包括页簧固定件（201）以及多个渐开线页簧（202），多个所述渐开线页簧（202）的一端均匀固定于所述页簧固定件（201），所述页簧固定件（201）套设于固定于所述中心轴（101）；

多个所述变刚度压簧滚子模块（300）与所述中心轴（101）平行设置并均匀设置于两上关节底板（102）之间，所述变刚度压簧滚子模块（300）包括压簧滚子固定件以及直线轴承固定件,其中，所述压簧滚子固定件包括两个柱体，所述渐开线页簧（202）穿过两个柱体之间的间隙，用于夹持所述渐开线页簧（202）；所述直线轴承固定件设有中心孔，所述中心孔的轴线与两个所述柱体布置方向平行；

所述直线轴承驱动模块（400）包括变刚度外齿轮（401）、变刚度机构轴承（406）以及多个导杆（404），其中，变刚度外齿轮（401）通过多个直杆与所述变刚度机构轴承（406）连接，所述变刚度机构轴承（406）套设于所述中心轴（101）；所述导杆（404）一端固定于所述变刚度外齿轮（401），另一端固定于所述变刚度机构轴承（406）；所述导杆（404）上设有直线轴承（403），所述直线轴承（403）套设固定于所述直线轴承固定件的中心孔内；

所述中心轴旋转输出模块（500）包括两下关节底板（501）以及下关节联结板（504），两下关节底板（501）分别设于所述上关节底板（102）的内表面，所述下关节底板（501）表面设有多个贯通的渐开线槽道，所述变刚度压簧滚子模块（300）的两端分别设于所述渐开线槽道内；其中一下关节底板（501）上设有小齿轮（503）和第二电机（502），所述小齿轮（503）与所述变刚度外齿轮（401）啮合，所述第二电机（502）用于驱动所述小齿轮（503）；所述下关节联结板（504）为U形，U形的两侧分别连接所述下关节底板（501）。

2.根据权利要求1所述的关节，其特征在于，所述变刚度压簧滚子模块（300）还包括两微型法兰轴承（306），两微型法兰轴承（306）分别通过一直杆连接与所述压簧滚子固定件和直线轴承固定件的一端，所述两微型法兰轴承（306）设于所述渐开线槽道内，以在所述渐开线槽道内滑动。

3.根据权利要求1所述的关节，其特征在于，所述变刚度机构轴承（406）外设有导杆固定座（405），所述导杆（404）一端固定于所述变刚度外齿轮（401），另一端固定于所述导杆固定座（405）。

4.根据权利要求1或3所述的关节，其特征在于，所述导杆（404）、渐开线页簧（202）以及变刚度压簧滚子模块（300）的数量均为4个。

5.根据权利要求4所述的关节，其特征在于，所述导杆（404）的数量为4个，相邻两所述导杆（404）在所述直线轴承驱动模块（400）的布置相互垂直。

6.根据权利要求1所述的关节，其特征在于，每一所述渐开线页簧（202）的自由端均设有页簧末端固定件（203）。

7.根据权利要求1所述的关节，其特征在于，所述变刚度压簧滚子模块（300）还包括铝套（303），所述压簧滚子固定件和直线轴承固定件的连接面均设有凹孔，所述铝套（303）设于所述凹孔内以实现所述压簧滚子固定件和直线轴承固定件的轴向定位。