[发明专利]基于非刚性连接的刚性力控制装置

说明书

本发明提供了一种基于非刚性连接的刚性力控制装置。其中：控制部件由球体、连接弹簧、输出杆和驱动部分组成。连接弹簧与球体形成非刚性连接，球体与被控部件的锥面形成无间隙的刚性接触。被控部件受到外力和控制部件施加的力。在被控部件受力达到平衡后，当外力减小时，驱动部分驱动输出杆位移增大，因此通过球体施加在被控部件上的力增大，进而控制被控部件受力保持不变。本发明创新性地使用了非刚性连接，使得被控部件能够与控制部件保持接触，在力控制过程中施力方式为刚性，控制精度高，结构简单，成本低，适用于推广应用。

技术领域

本发明涉及力控制装置技术领域，具体地，涉及一种基于非刚性连接的刚性力控制装置。

背景技术

对于阀门、机器人、制动器等产品，力控制对其工作精度和工作性能有着显著影响，研究高精度的力控制装置成为一个很有潜力的领域。现有的专利，例如专利文献CN108426092A公开了一种阀门组件、电磁阀及电磁阀压缩弹簧的二次调节方法，对阀门组件增加动力单元，在装配好相关阀门组件后，仍可根据使用情况实现对弹性元件的压缩量的调节，从而减轻了由于装配误差带来的电磁阀控制不精确的问题。但该装置基于弹簧进行力的调节，为非刚性的力控制，精度不高。

再比如专利文献CN109966678A公开了一种消防机器人及反作用力控制方法，具体地通过控制消防机器人搭载的四个液压柱从壳体伸出并撑住地面，液压柱底部的可活动粗糙圆盘与地面紧贴，增加摩擦力，进而控制消防机器人喷水时产生的反作用力。但该装置体积大，使用液压部件可能产生泄露，控制精度低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于非刚性连接的刚性力控制装置。

根据本发明提供的一种基于非刚性连接的刚性力控制装置，包括控制部件，所述控制部件包括被控部件1、球体4、连接弹簧5以及驱动部件7；

所述连接弹簧5的一端安装在驱动部件7上，所述连接弹簧5的另一端安装在球体4上；

所述球体4与被控部件1接触；

当驱动部件7靠近连接弹簧5的方向运动时，由于球体4受到被控部件1的限制，连接弹簧5缩短。

优选地，所述被控部件1上设置有输出杆6；

所述连接弹簧5的一端安装在输出杆6上。

优选地，所述输出杆6沿周向方向上设置有延展部61；

所述连接弹簧5的一端安装在延展部61上。

优选地，所述连接弹簧5的数量为一个或多个；

所述球体4的数量与连接弹簧5的数量相匹配。

优选地，所述连接弹簧5的数量为多个时，连接弹簧5沿输出杆6的周向均匀或非均匀布置。

优选地，所述延展部61包括如下任一种结构：

-圆环形；

-多个扇环形，多个扇环形沿输出杆6的周向等距均匀布置；

-多个圆柱形，多个圆柱形杆沿输出杆6的周向等距均匀布置。

优选地，所述被控部件1上设置有安装槽11；

所述球体4安装在安装槽11里。

优选地，所述安装槽11包括圆台形、圆锥形、半球形中的任一种结构。

优选地，所述被控部件1与输出杆6为可拆卸连接；

所述连接弹簧5与输出杆6为可拆卸连接；

所述球体4、连接弹簧5为可拆卸连接。