[发明专利]一种串联弹性驱动器

权利要求书

1.一种串联弹性驱动器，其特征在于：包括伺服电机、法兰盘、谐波减速器、弹性单元；电机的驱动力矩通过谐波减速器传至弹性单元，然后由弹性单元传至负载；

所述弹性单元包括外轮、轮辐、轮芯、3组压簧、3个固定块、深沟球轴承、推力轴承和分体式旋转编码器；

轮芯通过螺栓连接于外轮上；轮芯上套装轴承，轮辐内侧通孔与所述轴承外侧配合；轮辐外侧设置三支间隔为120°的扫臂，每支扫臂下端有螺纹孔用于连接负载或是末端执行器；所述扫臂上设置限位柱，外轮内侧设置三个间隔为120°的连接块，所述连接块上也设置限位柱，所述连接块上的限位柱与扫臂上的限位块间安装压簧；分体式旋转编码器的读码器固定于轮辐上部，码盘固定于轮芯上；通过分体式旋转编码器测量轮辐相对于外轮的转角进而计算输出到负载的转矩为：

T=6Ks(R2+rs23)sin(θs)cos(θs)]]>

上式中：T为电机输出到负载的力矩，K_s为压簧的弹性系数，R为压簧中心到弹性单元的中心距，r_s为压簧外径，θ_s为轮辐相对于外轮的偏转角度。

2.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器，其特征在于：3组压簧初始装配时保持一定的预压缩，每个压簧的预压缩量相同，每组压簧的轴线与轮辐扫臂垂直且距弹性单元轴线距离相等，每组的2个压簧对称布置，实现双向弹性缓冲，使正转和反转都具有柔顺功能。

3.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器，其特征在于：轮芯为空心阶梯轴，相应地，所述轮辐内侧为阶梯孔。

4.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器，其特征在于：所述轴承分别为深沟球轴承和推力轴承。

5.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器，其特征在于：在外轮与轮芯的连接处设计沉头孔，沉头孔直径等于轮芯，轮芯插入所述沉头孔中。