[发明专利]一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构

权利要求书

1.一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构，其特征在于：包含第一关节(A)、第二关节(C)和关节连接(B)，第一关节(A)和第二关节(C)通过关节连接(B)组合在一起；

所述为关节连接(B)，由一个关节连接杆(B1)，第一锥形齿轮(B2)和第二锥形齿轮(B3)组成；关节连接杆(B1)和第一锥形齿轮(B2)同心固定连接，关节连接杆(B1)和第一锥形齿轮(B2)不能进行相对运动；第二锥形齿轮(B3)和行星架(A15)同心固定连接，第二锥形齿轮(B3)和行星架(A15)不能进行相对运动；关节连接杆(B1)和第二关节(C)之间也为不能进行相对运动的固定连接，关节连接杆(B1)通过第一旋转副(R1)与第二旋转副(R2)与第一关节外壳(A1)连接在一起；第一锥形齿轮(B2)和第二锥形齿轮(B3)正交啮合；

第一关节外壳(A1)中，第一旋转副(R1)与第二旋转副(R2)与关节连接(B)的关节连接杆(B1)连接；

第一关节外壳(A1)中，电机固定外壳(A2)与第一关节外壳(A1)同心；第一关节外壳底部有圆形的电机底座小孔(A3)和方形的电机线外接孔(A4)，圆形电机底座小孔(A3)用于伸出电机底部的电机轴，与之相邻的方形电机线外接孔(A4)用于外接电源线。

2.根据权利要求1所述的一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构，其特征在于：齿轮箱包含内齿轮(A5)，第一行星齿轮(A7)，第一轴承(A8)，第二轴承(A9)，第二行星齿轮(A10)，第三轴承(A11)，第三行星齿轮(A12)，第四轴承(A14)和太阳轮(A13)等部件；太阳轮(A13)和电机(A19)的电机驱动杆同心连接，太阳轮(A13)和电机(A19)之间不能进行相对运动，电机(A19)驱动太阳轮(A13)，带动太阳轮(A13)转动，太阳轮(A13)为主动轮，第一行星齿轮(A7)、第二行星齿轮(A10)、第三行星齿轮(A12)和内齿轮(A5)为从动轮，第一行星齿轮(A7)、第二行星齿轮(A10)和第三行星齿轮(A12)均匀分布在内齿轮(A5)内，第一行星齿轮(A7)、第二行星齿轮(A10)和第三行星齿轮(A12)的圆心连线为等边三角形；行星架(A15)的第三旋转副(R3)通过第一轴承(A8)和第一行星齿轮(A7)同心连接在一起，行星架(A15)的第四旋转副(R4)通过第二轴承(A9)和第二行星齿轮(A10)同心连接在一起，行星架(A15)的第五旋转副(R5)通过第三轴承(A11)和第三行星齿轮(A12)同心连接在一起，第一行星齿轮(A7)、第二行星齿轮(A10)和第三行星齿轮(A12)连接后，能够实现同时绕太阳轮(A13)的自转和公转。

3.根据权利要求1所述的一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构，其特征在于：第三旋转副(R3)、第四旋转副(R4)、第五旋转副(R5)分别通过第一轴承、第二轴承和第三轴承与行星架(A15)连接；第三旋转副(R3)、第四旋转副(R4)、第五旋转副(R5)分别通过第一轴承、第二轴承和第三轴承与行星架(A15)连接；第三旋转副(R3)、第四旋转副(R4)、第五旋转副(R5)分别通过第一轴承、第二轴承和第三轴承与行星架(A15)连接；第六旋转副(R6)与关节连接(B)的第二锥形齿轮(B3)同心固定连接；

齿轮箱上端盖(A16)，包含第五轴承(A17)和第六旋转副(R6)，第五轴承(A17)安装在齿轮箱上端盖(A16)上，行星架(A15)的通过第六旋转副(R6)与第五轴承(A17)连接，并连接到第二锥形齿轮(B3)。

4.根据权利要求1所述的一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构，其特征在于：在内齿轮(A5)的外侧缠绕有一定数量的线圈(A6)，线圈(A6)通电后产生环形电流，在齿轮箱内产生磁场。