[发明专利]一种变刚度柔性驱动器

权利要求书

1.一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：包括驱动器支撑机构、变刚度机构和变支点机构，所述驱动器支撑机构包括驱动器支撑座、驱动器前盖、驱动器外壳和驱动器后盖，所述驱动器外壳固定安装在驱动器支撑座上，驱动器前盖和驱动器后盖分别安装在驱动器外壳前后两端，所述变刚度机构和变支点机构通过间隙配合安装在驱动器外壳内；

所述变刚度机构包括输出轴、杠杆和依次安装在输出轴上的输出连杆、盘一、盘二和盘三，其中，输出连杆、盘一和盘三与输出轴之间固定相连，盘二通过轴承与输出轴相连，所述盘一和盘三的盘面上都设有尺寸一样且为对称设置的两个弧形槽孔，盘二上设有两个位置与弧形槽孔对应的槽孔，每个槽孔内设有一个套有弹簧的导轨，弹簧两端分别设有一个在导轨上自由滑动的滑块，所述滑块两端分别伸入到盘一和盘三的弧形槽孔内，通过弹簧带动滑块作用于盘一和盘三弧形槽孔的内壁，使得盘一、盘三与盘二趋于相对固定的装配位置，所述杠杆中部设有长条形的滑槽，杠杆一端通过连接件与盘一前侧的输出连杆固定相连，另一端安装在盘三相对侧后方设置的第一支点上，第一支点在杠杆的滑槽内自由滑动；

所述变支点机构包括变支点行星轮系和差动行星轮系，所述变支点行星轮系包括内齿圈一、盘片和支点齿轮，所述支点齿轮与内齿圈一的齿圈啮合安装，且满足支点齿轮的分度圆半径等于内齿圈一的齿圈的分度圆半径的一半，支点齿轮的分度圆上设有与其盘面垂直的第二支点，所述第二支点自由滑动的安装在杠杆的滑槽内，支点齿轮通过支点齿轮连接轴偏心的安装在盘片上，盘片与内齿圈一同轴设置，内齿圈一通过连接件与盘二固定安装在一起；所述差动行星轮系包括行星轮、内齿圈二、行星架、两个输入齿轮、行星轮系中心轴以及固定安装在行星轮系中心轴上的太阳轮一和太阳轮二，行星轮系中心轴中部通过轴承安装在行星架中部，两个太阳轮分别位于行星架前后两侧，盘片固定安装在行星轮系中心轴前侧端部，行星架通过齿轮连接盘与内齿圈一固定一起，行星轮安装在行星架前侧且同时与内齿圈二和太阳轮一啮合，两个输入齿轮设于行星轮架后侧，且分别与内齿圈二和太阳轮二啮合传动，与内齿圈二啮合的输入齿轮与位置伺服电机相连，与太阳轮二啮合的输入齿轮与刚度伺服电机相连。

2.如权利要求1所述的一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述驱动器支撑机构前端还设有动力输出机构，所述动力输出机构包括输出杆和旋转编码器，所述旋转编码器固定安装在输出轴端部，用于对输出位置测量，所述输出杆与输出轴动力传动相连。

3.如权利要求1所述的一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述输出轴与驱动器前盖通过轴承安装。

4.如权利要求1所述的一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述盘二的槽孔内导轨的两端分别设有一个止推滑块，止推滑块位于滑块和槽孔内壁之间。

5.如权利要求1所述的一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述盘一和盘三上弧形槽孔的内面均为弧形，弧形槽孔形状根据不同应用目标对输出刚度曲线进行修整优化。

6.如权利要求5所述的一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述弧形槽孔在径向的两个弧形面为同心圆弧面。

7.如权利要求1所述的一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述盘二两个槽孔内的两个导轨相互平行设置。

8.如权利要求1所述的一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述盘一和盘三上弧形槽孔在导轨长度方向的高度大于垂直于导轨长度方向的宽度。

9.如权利要求1所述的一种变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述刚度伺服电机固定安装在驱动器支撑机构上。