[发明专利]可调膜式变刚度器及其使用方法

权利要求书

1.可调膜式变刚度器，其特征在于：其包括依次相连的刚度调节器、刚度器和刚度输出器，刚度调节器包括相连的薄膜带张拉力调节装置和螺母自锁机构，刚度器包括刚性支撑架和支撑在刚性支撑架上的薄膜带，薄膜带张拉力调节装置与薄膜带相连接，薄膜带还与刚度输出器相连接。

2.根据权利要求1所述的变刚度器，其特征在于：薄膜带张拉力调节装置包括液压缸(19)、电动机(14)、液压箱(15)和液压泵(16)；液压箱(15)通过液压管道(18)与液压缸(19)相连通，液压管道(18)上接有液压泵(16)，液压泵(16)的动力输入端与电动机(14)相连；液压缸(19)内设有活塞杆(21)，活塞杆(21)的尾端连接薄膜带，活塞杆(21)的运动由液压缸(19)内液体压力驱动。

3.根据权利要求2所述的变刚度器，其特征在于：电动机(14)和液压泵(16)之间还接有联轴器(13)，液压管道(18)上还设有截流阀(17)。

4.根据权利要求2所述的变刚度器，其特征在于：螺母自锁机构包括反旋的前端自锁螺母(10)和后端自锁螺母(20)，以及分别与这两个自锁螺母相连的前端自锁螺母座(9)和后端自锁螺母座，活塞杆(21)靠液压缸(19)一端设有后端自锁螺母座，后端自锁螺母座与液压缸(19)一体，后端自锁螺母座上设有后端自锁螺母(20)，活塞杆(21)靠近薄膜带的一端设有前端自锁螺母座(9)，前端自锁螺母座(9)内设有前端自锁螺母(10)，活塞杆(21)依次穿过后端自锁螺母座、后端自锁螺母(20)、前端自锁螺母(10)和前端自锁螺母座(9)。

5.根据权利要求4所述的变刚度器，其特征在于：后端自锁螺母(20)和前端自锁螺母(10)分别接有一个摩擦轮(11)，摩擦轮(11)上接有电动机(12)。

6.根据权利要求4所述的变刚度器，其特征在于：活塞杆(21)的中部附近还设有定位器(23)，定位器(23)旁设有位移光电传感器(22)。

7.根据权利要求1所述的变刚度器，其特征在于：刚性支撑架采用多于两个的圆柱(1)，薄膜带采用环形碳纤维膜带(2)，环形碳纤维膜带(2)两端分别穿过一个连接器(3)，并通过连接器(3)分别与薄膜带张拉力调节装置和刚度输出器相连接。

8.根据权利要求7所述的变刚度器，其特征在于：圆柱(1)采用固定位置式或移动位置式。

9.根据权利要求1所述的变刚度器，其特征在于：刚度输出器包括齿条(4)、支撑座(5)、齿轮(6)、轴(7)和轴承(8)，齿条(4)与薄膜带相连接，齿条(4)通过齿轮(6)与轴(7)相活动连接，齿轮(6)与轴(7)设置在三端开口的支撑座(5)内，齿条(4)穿过支撑座(5)的两个端口，轴(7)穿过支撑座(5)的第三个端口，支撑座(5)的第三个端口与轴(7)之间通过轴承(8)相滑动接触。

10.可调膜式变刚度器的使用方法，其特征在于：利用薄膜带的变形提供刚度，输出到刚度输出器，利用薄膜带张拉力调节装置或刚性支撑架改变薄膜带上的张拉力，从而改变输出的刚度大小，螺母自锁机构锁定薄膜带张拉力调节装置的位置。