[发明专利]变刚度驱动器

说明书

本发明提供一种变刚度驱动器。该变刚度驱动器包括：驱动壳体；主动轴，所述主动轴穿设于所述驱动壳体；从动轴，所述从动轴在所述驱动壳体内与所述主动轴传动连接；板簧，所述板簧位于所述驱动壳体内、并且所述板簧的一端被配置为固定端；滑动轴，所述滑动轴可移动地约束所述板簧的自由端与固定端之间的可形变长度；绳索机构，所述绳索机构响应于所述主动轴的转动而拉动所述滑动轴平移。本发明变刚度驱动器的主动轴通过绳索机构带动滑动轴平动以改变板簧的可变形长度，当外力撞击驱动壳体时，板簧变形已改变驱动壳体的刚度，使得驱动壳体具有柔性缓冲作用，防止刚性碰撞，提高使用过程的安全性。

技术领域

本发明涉及柔性驱动技术领域，特别涉及一种变刚度驱动器。

背景技术

机器人经过半个多世纪的发展，已被广泛应用于制造业、航空航天、医疗、救援等各个领域，在现代社会中发挥着重要的作用。近年来，越来越多的应用场景需要机器人在更为复杂的环境中与人协同工作，由此出现了协作机器人，该类机器人逐渐从传统机器人对高刚性、高动态响应特性需求转向为对安全性、适应性、柔顺性等特性的需求。

为了能够实现人机协作，安全性必然是最为重要的指标，传统工业机器人为了保证运行的精度和速度，将机器人本体设计制造得尽可能刚硬，并选用高刚性驱动器，以避免机器人受载变形及振动，但这将导致机器人与人协同工作时的危险性，例如，当机器人与人发生碰撞时，由于机器人是高刚性，碰撞时机器人不能实现柔性缓冲，对人产生极大危险。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种变刚度驱动器，该变刚度驱动器包括：

驱动壳体；

主动轴，所述主动轴穿设于所述驱动壳体；

从动轴，所述从动轴在所述驱动壳体内与所述主动轴传动连接；

板簧，所述板簧位于所述驱动壳体内、并且所述板簧的一端被配置为固定端；

滑动轴，所述滑动轴可移动地约束所述板簧的自由端与固定端之间的可形变长度；

绳索机构，所述绳索机构响应于所述主动轴的转动而拉动所述滑动轴平移。

可选地，还包括滑动连接板，所述滑动连接板对所述滑动轴的平移形成导向。

可选地，所述滑动连接板包括滑槽，所述滑动轴穿设在所述滑槽中。

可选地，所述绳索机构包括第一绳索和第二绳索；

所述第一绳索和所述第二绳索沿反方向缠绕于所述主动轴，并且所述第一绳索和所述第二绳索沿相反方向拉动所述滑动轴。

可选地，两个所述板簧分别设置于所述主动轴的两侧，所述第一绳索和所述第二绳索的中心处沿反方向缠绕在所述主动轴、两端分别沿反方向缠绕于两个所述滑动轴。

可选地，还包括：

主动锥齿轮，所述主动锥齿轮设置于所述主动轴的输出端；

从动锥齿轮，所述从动锥齿轮设置于所述从动轴的输入端；

其中，所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮啮合。

可选地，所述从动锥齿轮啮合于两个所述主动锥齿轮之间。

可选地，所述从动轴和所述主动轴通过轴承安装于齿轮座，所述齿轮座与所述滑动连接板固定连接。

可选地，所述滑动轴具有相对设置的夹持部，所述板簧滑动夹持于两个所述夹持部之间。

可选地，还包括动力设备，所述动力设备与所述主动轴的输入端传动连接。