[发明专利]一种紧凑型模块化变刚度关节

权利要求书

1.一种紧凑型模块化变刚度关节，其特征在于：它包括关节外壳（10）、主驱动模块（A）、弹性模块和调刚模块（C）；

所述弹性模块包括变刚度基座（B9）、直线弹簧模组（B13）和杠杆组件（B14）；

所述主驱动模块（A）设置在关节外壳（10）内且二者可相对转动，所述弹性模块布置在关节外壳（10）内，变刚度基座（B9）由主驱动模块（A）的输出端带动转动；变刚度基座（B9）上可转动地设置有两个呈轴对称布置的杠杆组件（B14），每个杠杆组件（B14）具有一滑槽（B14-1），所述滑槽（B14-1）的一端开口，一端封闭，两个开口相对设置，每个滑槽（B14-1）的两个外壁分别对应顶靠有一个直线弹簧模组（B13），直线弹簧模组（B13）可滑动地设置在变刚度基座（B9）上；

每个所述直线弹簧模组（B13）包括线性弹簧（B13-2）、套筒（B13-3）和滑轨（B13-4）；套筒（B13-3）通过滑轨（B13-4）滑动设置在模座（B13-1）上，模座（B13-1）安装在变刚度基座（B9）上，套筒（B13-3）内设置有线性弹簧（B13-2），线性弹簧（B13-2）的两端分别与模座（B13-1）的凸缘和套筒（B13-3）的底部相抵，套筒（B13-3）的端部具有与杠杆组件（B14）相抵的可转动的第二凸轮轴承随动器（B13-3-1）；所述杠杆组件（B14）包括杠杆轴（B14-2）和支撑凸缘（B14-3）；滑槽（B14-1）安装在杠杆轴（B14-2）的一端，杠杆轴（B14-2）的另一端转动安装在变刚度基座（B9）上，支撑凸缘（B14-3）安装在滑槽（B14-1）的下方的杠杆轴（B14-2）上，套筒（B13-3）上的第二凸轮轴承随动器（B13-3-1）抵靠在支撑凸缘（B14-3）的侧面上；

所述调刚模块（C）包括调刚驱动器（C17）、锥齿轮副（C22）、凸轮盘座（C21）、凸轮盘（C20）、滑块（C18）和第一凸轮轴承随动器（C15）；所述调刚驱动器（C17）安装在关节外壳（10）上，调刚驱动器（C17）的输出端连接有锥齿轮副（C22）的一个锥齿轮，锥齿轮副（C22）的另一个锥齿轮安装在凸轮盘座（C21）上，凸轮盘座（C21）可转动地设置在关节外壳（10）内，凸轮盘（C20）与凸轮盘座（C21）固接，两个滑块（C18）可滑动地设置在关节外壳（10）内，每个滑块（C18）上相对的两侧面分别安装有一个第一凸轮轴承随动器（C15），凸轮盘（C20）上具有两个呈中心对称的弧形孔（C20-1），每个滑块上的一个第一凸轮轴承随动器（C15）分别限位在两个弧形孔（C20-1）内并可相对滑动，每个滑块上的另外一个第一凸轮轴承随动器（C15）分别限位在两个滑槽（B14-1）内并可相对滑动。

2.根据权利要求1所述一种紧凑型模块化变刚度关节，其特征在于：所述主驱动模块（A）包括主电机（A1）、电机法兰（A2）、第一交叉滚子轴承（A3）和谐波减速器；主电机（A1）安装在电机法兰（A2）上，电机法兰（A2）与第一交叉滚子轴承（A3）的内圈固接，关节外壳（10）与第一交叉滚子轴承（A3）的外圈固接，主电机（A1）的轴与谐波减速器的波发生器（A4）固接，电机法兰（A2）与谐波减速器的刚轮（A6）连接，变刚度基座（B9）由谐波减速器的柔轮（A5）驱动转动，刚轮（A6）与变刚度基座（B9）相对转动。

3.根据权利要求2所述一种紧凑型模块化变刚度关节，其特征在于：所述调刚驱动器（C17）包括调刚电机（C17-1）、调刚电机外壳（C17-2）、行星减速器（C17-3）和输出盘（C17-4）；调刚电机外壳（C17-2）与输出盘（C17-4）连接，调刚电机（C17-1）与行星减速器（C17-3）的输入端连接，行星减速器（C17-3）的输出端与锥齿轮副（C22）的一个锥齿轮连接，凸轮盘座（C21）通过轴承与输出盘（C17-4）转动连接，输出盘（C17-4）与关节外壳（10）连接。

4.根据权利要求3所述一种紧凑型模块化变刚度关节，其特征在于：滑块（C18）通过交叉滚子导轨（C16）与输出盘（C17-4）连接，滑轨（B13-4）为交叉滚子导轨。