[发明专利]一种机器人用永磁变刚度柔性关节

权利要求书

1.一种机器人用永磁变刚度柔性关节，其特征在于，包括两个以上自由度控制机构，其中每个自由度方向，沿大臂中心轴对称设置两组位置与刚度调整模块，每个自由度控制机构的操作臂旋转轴垂直于该自由度旋转方向的绳索拉力方向，保证每个自由度旋转方向的刚度独立；还包括操作臂（1）、大臂（9）、大臂固定架（7）、编码器（10）、操作臂旋转轴（16），大臂（9）固定于大臂固定架（7）上，操作臂（1）通过操作臂旋转轴（16）固定于大臂（9）的中心轴上，操作臂旋转轴（16）和编码器（10）通过薄壁球轴承固定在大臂（9）上；

其中，所述的自由度控制机构由两组沿大臂中心轴对称设置的位置与刚度调整模块组成，每组位置与刚度调整模块包括绳索（2）、至少两个导线滑轮、至少一个永磁变刚度模块（4）、绳索绞盘（5）、谐波减速器（8）和伺服电机（6）；所述绳索（2）一端固定于操作臂（1），然后依次穿过大臂外边缘设置的导线滑轮A（3）、大臂内部固定的永磁变刚度模块（4）和导线滑轮B（11）,绳索另一端固定在绳索绞盘（5）上，绳索绞盘（5）、谐波减速器（8）和伺服电机三者同轴固定于大臂（9）上；

所述永磁变刚度模块（4）的定滑轮A（18）与导线滑轮B（11）轴线平行且滑轮轮廓外切同一条直线；导线滑轮B（11）的轴线垂直于绳索绞盘（5）的轴线，且轮廓外切同一条直线；所述永磁变刚度模块包括：定滑轮A（18）、动滑轮（19）、轴向滑动轴承（20）、轴向充磁永磁环A（21）、移动滑座（22）、固定座（23）、轴向充磁永磁环B（24）、定滑轮B（25）；所述移动滑座（22）的截面为倒T型，中心杆顶端设置动滑轮；固定座截面为H型，顶端分别设置定滑轮A和定滑轮B，所述动滑轮与定滑轮A和定滑轮B呈倒等腰三角形布置；轴向充磁永磁环A（21）固定于移动滑座底座上侧，轴向充磁永磁环B（24）固定于移动滑座中心位置下侧，所述轴向充磁永磁环A的中轴线与轴向充磁永磁环B的中轴线同轴线，同向磁极相对布置且结构参数相同；移动滑座的中心杆依次穿过轴向充磁永磁环A、轴向充磁永磁环B和设有轴向滑动轴承（20）的固定座中心位置，移动滑座底座沿固定座下部的滑槽滑动；每一个旋转自由度方向，对称布置两个永磁变刚度模块；每个操作臂旋转轴垂直于该旋转方向的绳索拉力方向，保证两个旋转方向的刚度独立；全部永磁变刚度模块后置，减轻了操作臂的质量和惯量。

2.根据权利要求1所述的一种机器人用永磁变刚度柔性关节，其特征在于，所述导线滑轮A、导线滑轮B和永磁变刚度模块的定滑轮A、定滑轮B的轴线平行且径向对称中心位于同一平面内。