[发明专利]能够提供非线性可变刚度的弹性组件

权利要求书

1.一种能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于，包括：

壳体；

夹持组件，与壳体连接，包括至少一组夹持力可变的夹持臂组，其中，所述夹持臂组包括至少一个弹性夹持臂，所述弹性夹持臂中设有弹性件，所述弹性件的弹性力构成所述夹持力的全部或一部分；

被夹持件，被至少一组所述夹持臂组夹持，并能够在被夹持臂组夹持的状态下相对夹持臂组运动，包括至少一个被夹持面和一个工作面，所述被夹持面被所述弹性夹持臂的夹持面接触压紧，所述被夹持面和夹持面之间的压力随被夹持件在夹持臂组中的运动位置的改变而改变，所述工作面输出变化的刚度/力，所述输出刚度/力的大小随被夹持件在夹持臂组中的运动位置的改变而非线性地改变，所述压力与所述输出力不共线且不平行。

2.如权利要求1所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：所述被夹持件被夹持臂组夹持的位置的厚度随被夹持件在夹持臂组中的运动位置的改变而改变，所述被夹持面和夹持面之间的压力随被夹持件的厚度的改变而改变。

3.如权利要求2所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：所述被夹持面为平面或曲面，使得所述被夹持件的厚度连续增大或连续减小，所述曲面的母线上的相邻点的斜率相同或不同，使得所述被夹持件的厚度均匀或不均匀的连续增大或连续减小。

4.如权利要求3所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：所述曲面的母线为直线、圆弧、椭圆弧、双曲线和抛物线中的任一部分，或几部分的组合。

5.如权利要求4所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：所述被夹持件一端的厚度最大，另一端的厚度最小；或者，所述被夹持件的中部位置厚度最小，两端位置厚度最大。

6.如权利要求1所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：还包括第一导向装置，所述第一导向装置包括第一导槽和与之配合的第一导轨，所述第一导轨和第一导槽的延伸方向与被夹持件在夹持臂组中的运动方向平行，保证被夹持件在夹持臂组中稳定运动，所述第一导轨和第一导槽的具体设置方式包括：

所述第一导轨设于壳体，所述第一导槽设于被夹持件；或者，

所述第一导轨设于被夹持件，所述第一导槽设于壳体。

7.如权利要求1所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：所述弹性夹持臂包括圆柱螺旋弹簧以及设于圆柱螺旋弹簧一端的第一基座，所述圆柱螺旋弹簧构成所述弹性件，所述夹持面设于第一基座。

8.如权利要求7所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：所述夹持组件还包括第二导向装置和第二基座，所述第二基座设于圆柱螺旋弹簧远离第一基座的一端，所述第二导向装置的延伸方向与圆柱螺旋弹簧的延伸方向平行，以保证圆柱螺旋弹簧压紧/放松时弹性夹持臂运动的稳定性，所述第二导向装置包括第二导轨和第二导槽，第二导轨的一端或两端与壳体固定连接，所述第二导槽的一部分设于第一基座，另一部分设于第二基座，所述第二导轨依次穿过第一基座上的一部分第二导槽、圆柱螺旋弹簧的中心以及第二基座上的一部分第二导槽，并可滑动地设于第二导槽中。

9.如权利要求8所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：所述被夹持面与所述夹持面紧密接触，二者间为滑动接触或滚动接触，当为滚动接触时，所述弹性夹持臂的第一基座还设有滚子，该滚子的表面构成所述夹持面并压紧于所述被夹持面。

10.如权利要求1至9中任一项所述的能够提供非线性可变刚度的弹性组件，其特征在于：所述夹持组件设有能够通过驱动所述弹性夹持臂来主动调整夹持面压紧相应被夹持面的压力大小的主动刚度调节装置，所述主动刚度调节装置驱动所述弹性夹持臂的方式为直线直接驱动所述弹性夹持臂或将旋转运动转换为直线运动间接驱动所述弹性夹持臂。