一種變剛度連軸器及變剛度驅動機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人柔順控制領域，尤其涉及一種變剛度連軸器及變剛度驅動機構。
【背景技術】
[0002]變剛度驅動器(VSA:Variable Stiffness Actuator),是目前機器人柔順控制的一個重要課題，主要用于服務類機器的關節(jié)設計、人機安全交互類機電設備的驅動與感知。近年來，歐盟，美國，日本都在積極發(fā)展各種VSA。
[0003]目前已實現(xiàn)的的變剛度驅動器主要有如下幾類方式:
[0004]1、通過一對電機調節(jié)2個非線性彈簧張緊程度的對抗式VSA ；
[0005]2、通過凸輪機構壓縮非線性彈簧改變驅動器連接剛性實現(xiàn)的VSA ；
[0006]3、通過壓緊機構調節(jié)皮帶張緊程度實現(xiàn)VSA ；
[0007]4、通過一個張緊電機調節(jié)非線性彈簧改變驅動器固定方式實現(xiàn)的VSA。
[0008]還有一些變種的新設計，例如壓縮橡膠球來改變傳動軸的連接剛性等。
[0009]但是，現(xiàn)有技術的VSA結構復雜，占用空間大且傳輸剛度可調范圍小。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的實施例提供一種變剛度連軸器及變剛度驅動機構，可使VSA的結構簡化且傳輸剛度可調范圍增大。
[0011]為達到上述目的，本發(fā)明實施例一方面提供了一種變剛度連軸器:包括第一半聯(lián)軸器和第二半聯(lián)軸器，所述第一半聯(lián)軸器和第二半聯(lián)軸器之間通過彈性簧片傳遞扭矩且通過彈性支撐體支撐，所述彈性簧片一端與第一半聯(lián)軸器固定連接，另一端與第二半聯(lián)軸器可滑動連接，所述第一半聯(lián)軸器可帶動所述彈性簧片相對于所述第二半聯(lián)軸器沿軸向滑動。
[0012]進一步地，所述彈性支撐體為彈簧，所述彈簧一端固定于第一半聯(lián)軸器上，另一端固定于第二半聯(lián)軸器上。
[0013]進一步地，所述彈性簧片為多組且均勻設置于所述第一半聯(lián)軸器的一周。
[0014]進一步地，所述第一半聯(lián)軸器上設有第一簧片夾持塊，所述第一簧片夾持塊將所述彈性簧片夾持并通過簧片壓板壓緊固定。
[0015]進一步地，所述第二半聯(lián)軸器上設有第二簧片夾持塊，所述第二簧片夾持塊將所述彈性簧片夾持且所述彈性簧片可相對于所述第二簧片夾持塊沿軸向滑動。
[0016]本發(fā)明實施例另一方面提供了一種變剛度驅動機構，包括驅動電機、剛度調整組件和變剛度連軸器，所述變剛度連軸器為上述任一技術方案中所述的變剛度連軸器，所述驅動電機與所述第二半聯(lián)軸器連接，且可向所述第二半聯(lián)軸器傳遞扭矩，所述第一半聯(lián)軸器用于與輸出軸連接且可向輸出軸傳遞扭矩，所述剛度調整組件與所述第一半聯(lián)軸器連接且可驅動所述第一半聯(lián)軸器沿軸向移動。
[0017]進一步地，所述驅動電機與所述第二半聯(lián)軸器之間為鍵連接，所述第二半聯(lián)軸器與輸出軸之間采用鍵連接。
[0018]進一步地，所述剛度調整組件包括電機和直線傳動組件，所述電機的輸出軸與所述直線傳動組件的輸入端連接，所述直線傳動組件的輸出端與所述第一半聯(lián)軸器連接。
[0019]本發(fā)明實施例提供的變剛度連軸器及變剛度驅動機構，使用時，其中一個半聯(lián)軸器連接輸入軸，另一個半聯(lián)軸器連接輸出軸，由于彈性簧片一端與第一半聯(lián)軸器固定連接，另一端與第二半聯(lián)軸器可滑動連接，因此在需要調節(jié)傳輸剛度時，只需控制第一半聯(lián)軸器帶動彈性簧片相對于第二半聯(lián)軸器沿軸向滑動即可，在滑動過程中，由于第一半聯(lián)軸器和第二半聯(lián)軸器之間的距離發(fā)生了改變，因此使得彈性簧片在位于第一半聯(lián)軸器和第二半聯(lián)軸器之間的長度(即有效長度)發(fā)生了改變，而第一半聯(lián)軸器和第二半聯(lián)軸器之間是通過彈性簧片傳遞扭矩的，彈性簧片有效長度的變化會直接導致傳輸剛度的變化。由此，通過簡單的結構實現(xiàn)了傳輸剛度的可調。另外，傳輸剛度還與彈性簧片的數(shù)量、布置方式以及材料等參數(shù)有關，可通過改變上述任一種或幾種參數(shù)來改變傳輸剛度，由此極大擴展了傳輸剛度的調節(jié)范圍。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明實施例變剛度連軸器的整體結構示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實施例變剛度連軸器的剖視圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0024]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此夕卜，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。
[0025]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0026]圖1為本發(fā)明實施例變剛度連軸器的一個具體實施例；參照圖1，本實施例中所述變剛度連軸器包括第一半聯(lián)軸器I和第二半聯(lián)軸器2，所述第一半聯(lián)軸器I和第二半聯(lián)軸器2之間通過彈性簧片3傳遞扭矩且通過彈性支撐體4支撐，所述彈性簧片3 —端與第一半聯(lián)軸器I固定連接，另一端與第二半聯(lián)軸器2可滑動連接，所述第一半聯(lián)軸器I可帶動所述彈性簧片3相對于所述第二半聯(lián)軸器2沿軸向滑動。
[0027]本發(fā)明實施例提供的變剛度連軸器，使用時，其中一個半聯(lián)軸器連接輸入軸，另一個半聯(lián)軸器連接輸出軸，由于彈性簧片3 —端與第一半聯(lián)軸器I固定連接，另一端與第二半聯(lián)軸器2可滑動連接，因此在需要調節(jié)傳輸剛度時，只需控制第一半聯(lián)軸器I帶動彈性簧片3相對于第二半聯(lián)軸器2沿軸向滑動即可，在滑動過程中，由于第一半聯(lián)軸器I和第二半聯(lián)軸器2之間的距離發(fā)生了改變，因此使得彈性簧片3在位于第一半聯(lián)軸器I和第二半聯(lián)軸器2之間的長度(即有效長度)發(fā)生了改變，而第一半聯(lián)軸器I和第二半聯(lián)軸器2之間是通過彈性簧片3傳遞扭矩的，彈性簧片3有效長度的變化會直接導致傳輸剛度的變化。由此，通過簡單的結構實現(xiàn)了傳輸剛度的可調。另外，傳輸剛度還與彈性簧片3的數(shù)量、布置方式以及材料等參數(shù)有關，可通過改變上述任一種或幾種參數(shù)來改變傳輸剛度，由此極大擴