刚度可调的柔性关节驱动器机构

摘要

本发明公开了一种刚度可调的柔性关节驱动器机构，该驱动器机构分为驱动端、调整端和柔性关节三部分。其中驱动端为柔性关节运动提供动力，调整端负责改变柔性关节的刚度，柔性关节则起到减缓冲击、调节刚度的作用。附带有驱动电机，能够主动驱动关节运动；采用曲斜面‑转轮配合结构的变刚度系统，摩擦阻力小，传动精密；安装有四个绝对式编码器，工作过程中实现有效检测，灵敏度高，故障率低；外壳全封闭，结构紧凑，能够在恶劣的环境下工作；从极大柔性到完全刚性，关节刚度的变化线性可控。

主权项

一种刚度可调的柔性关节驱动器机构，其特征在于，包括：驱动端编码器(1)、驱动端编码器法兰(2)、驱动端电机轴(3)、驱动端电机法兰(4)、驱动端电机(5)、驱动端谐波减速器(6)、驱动端谐波减速器法兰(7)、驱动端谐波减速器输出轴(8)、前编码器座(9)、弹簧轴(10)、固接销(11)、前编码器(12)、前凸轮板(13)、前轴承(14)、底座法兰(15)、前凸轮板法兰(16)、后编码器座(17)、中部转盘(18)、后编码器(19)、转轮(20)、后凸轮板法兰(21)、柔性关节外壳(22)、调整端谐波减速器(23)、后轴承(24)、调整端电机法兰(25)、后凸轮板(26)、调整端电机轴(27)、调整端谐波减速器输出法兰(28)、调整端编码器法兰(29)、调整端电机(30)、调整端编码器(31)、底座后支架(32)、底板(33)、底座前支架(34)、摆臂(35)、配重(36)、矩形压簧(37)和调整端谐波减速器法兰(38)；所述驱动端编码器法兰(2)上安装有驱动端编码器(1)，驱动端编码器法兰(2)与内部安装有驱动端电机(5)的驱动端电机法兰(4)固接；驱动端电机法兰(4)与底板(33)通过底座后支架(32)固接；驱动端电机轴(3)前端连接驱动端谐波减速器(6)的输入端，中段与驱动端电机(5)的转子夹紧，后端与驱动端编码器(1)的转子夹紧；驱动端谐波减速器(6)安装在驱动端谐波减速器法兰(7)上，输出端与驱动端谐波减速器输出轴(8)固接；所述调整端编码器法兰(29)上安装有调整端编码器(31)，调整端编码器法兰(29)与内部安装有调整端电机(30)的调整端电机法兰(25)固接；调整端电机轴(27)前端连接调整端谐波减速器(23)的输入端，中段与调整端电机(30)的转子夹紧，后端与调整端编码器(31)的转子夹紧；调整端谐波减速器(23)安装在调整端谐波减速器法兰(38)上，输出端与调整端谐波减速器输出法兰(28)固接；所述驱动端谐波减速器输出轴(8)末端固联有固接销(11)，固接销(11)的另一端穿过前凸轮板法兰(16)与中部转盘(18)固联；六个转轮(20)分为三组，两个为一组均匀铰接在中部转盘(18)的侧边，每组的两个转轮(20)与中部转盘(18)的旋转平面平行，六个转轮(20)均可以自由旋转；前凸轮板(13)的内圈压紧在前凸轮板法兰(16)上，外圈通过三组凹槽与柔性关节外壳(22)的内圈周向固定，前凸轮板(13)可以相对柔性关节外壳(22)轴向滑动，但两者不能发生相对周向转动；柔性关节外壳(22)与后编码器座(17)固联，摆臂(35)安装在后编码器座(17)上；摆臂(35)末端固联有配重(36)；所述后凸轮板(26)的内圈压紧在后凸轮板法兰(21)上，外圈通过三组凹槽与调整端谐波减速器输出法兰(28)的内圈周向固定，后凸轮板(26)可以相对调整端谐波减速器输出法兰(28)轴向滑动，但两者不能发生相对周向转动；调整端谐波减速器输出法兰(28)与调整端谐波减速器(23)输出端联接，后编码器座(17)与调整端谐波减速器(23)刚轮联接；所述矩形压簧(37)一端与弹簧轴(10)末端压紧，另一端与前凸轮板法兰(16)中部压紧；弹簧轴(10)根部与后凸轮板法兰(21)压紧，前凸轮板(13)、后凸轮板(26)的内表面斜曲面与安装在中部转盘(18)侧边的转轮(20)两边相抵；所述前编码器(12)外圈安装在前编码器座(9)上，内圈与柔性关节外壳(22)固接，前编码器座(9)、底座法兰(15)与前轴承(14)的外圈固接；柔性关节外壳(22)的小端与前轴承(14)的内圈固接；前编码器座(9)一端与驱动端谐波减速器法兰(7)固接，另一端与底座法兰(15)固接；底座法兰(15)与底板(33)通过底座前支架(34)固接；后编码器(19)外圈安装在安装有摆臂(35)的后编码器座(17)上，内圈与调整端谐波减速器输出法兰(28)固接，柔性关节外壳(22)的大端、后编码器座(17)与后轴承(24)的外圈固接；调整端谐波减速器输出法兰(28)与后轴承(24)的内圈固接；调整端谐波减速器输出法兰(28)与后凸轮板(26)周向固定。