[发明专利]可调节负刚度系统

权利要求书

1.一种可变刚度结构，包括：

第一负刚度元件，其被配置成在第一方向上屈曲；

第二负刚度元件，其被配置成在与所述第一方向相反的第二方向上屈曲；

致动器，其以操作方式联接到所述第一与第二负刚度元件的端以控制所述可变刚度结构的刚度；和

至少一个弹性元件，其在所述第一与第二负刚度元件之间且被配置成偏压所述第一与第二负刚度元件以屈曲成对称对置形状，

其中所述第一负刚度元件和所述第二负刚度元件为模式-3屈曲横杆。

2.根据权利要求1所述的可变刚度结构，其特征在于：所述第一负刚度元件包括至少两个负刚度屈曲横杆的第一堆叠，且其中所述第二负刚度元件包括至少两个负刚度屈曲横杆的第二堆叠。

3.根据权利要求2所述的可变刚度结构，其特征在于：进一步包括：

至少一个第一间隔物，其在所述第一堆叠的邻近负刚度屈曲横杆之间；和

至少一个第二间隔物，其在所述第二堆叠的邻近负刚度屈曲横杆之间。

4.一种可调节负刚度系统，包括：

中心轴；

多个负刚度构件，其围绕所述中心轴径向布置，所述多个负刚度构件中的每个负刚度构件被配置成在未屈曲状态和屈曲状态之间移动；和

致动器，其被配置成与所述多个负刚度构件的外端接合以在所述未屈曲状态和所述屈曲状态之间选择性地移动所述负刚度构件的对置对，

其中所述致动器包括具有能围绕所述中心轴旋转且环绕所述多个负刚度构件的所述外端的内向凸轮表面的凸轮，所述内向凸轮表面包括被配置成使所述负刚度构件屈曲的多个压缩区段和被配置成不使所述负刚度构件屈曲的多个松弛区段，

其中所述凸轮在第一方向上的旋转导致所述多个负刚度构件中的一个负刚度构件沿着所述多个压缩区段中的一个压缩区段滑动，和

其中所述凸轮在所述第一方向上的持续旋转导致所述一个负刚度构件从所述一个压缩区段滑动到所述多个松弛区段中的一个松弛区段。

5.根据权利要求4所述的可调节负刚度系统，其特征在于：所述凸轮的旋转被配置成在所述未屈曲状态和所述屈曲状态之间依序移动所述负刚度构件的所述对置对。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的可调节负刚度系统，其特征在于：所述凸轮的所述内向凸轮表面在圆周方向上包括非正弦形状。

7.根据权利要求4或权利要求5所述的可调节负刚度系统，其特征在于：所述凸轮的所述内向凸轮表面在圆周方向上包括不规则形状。

8.根据权利要求4或权利要求5所述的可调节负刚度系统，其特征在于：所述多个压缩区段中的每个压缩区段被配置成在与所述中心轴的纵向轴线间隔开第一径向距离的第一端和与所述纵向轴线间隔开小于所述第一径向距离的第二径向距离的第二端之间非线性地转变。

9.根据权利要求4或权利要求5所述的可调节负刚度系统，其特征在于：所述多个压缩区段中的每个压缩区段与所述中心轴的纵向轴线间隔开基本上恒定的第一径向距离，且所述多个松弛区段中的每个松弛区段与所述中心轴的所述纵向轴线间隔开大于所述第一径向距离的基本上恒定的第二径向距离。

10.根据权利要求4或权利要求5所述的可调节负刚度系统，其特征在于：第一对对置负刚度构件具有不同于第二对对置负刚度构件的配置。