[发明专利]一种内走线变刚度机器人关节模块

权利要求书

1.一种内走线变刚度机器人关节模块，其特征在于，包括用于连接电机动力输出端的输入部分、用于连接下一关节模块的输出部分、以及用于调节输入部分与输出部分之间的刚度的刚度调节部分；所述输入部分与输出部分之间设有第一轴承，以承受整个模块的非扭矩载荷并使输入部分与输出部分可相对转动；

所述输入部分包括基座、以及基座轴承挡圈，所述基座轴承挡圈与基座固接，并与第一轴承的外圈固接在一起；所述基座内还设有用于约束刚度调节部分的导槽；导向滑块及滚柱安装架的导槽；

所述输出部分包括输出盘、输出盘轴承挡圈、中空走线轴二、中空走线架以及中空走线轴；所述输出盘与输出盘轴承挡圈将第一轴承的内圈固接在一起；在输出盘的中心设有中心孔，通过内六角圆柱头螺栓分别将上部的中空走线架和中空走线轴二连接在一起，下部的半开口中空走线轴与中空走线架固连在一起；

所述刚度调节部分包括支点微调凸轮、弹簧封板、弹簧安装座、弹簧、滚柱安装架、滚柱、轴用挡圈、凸轮式杠杆、轴套、导向滑块、第二转轴、以及滚子轴承随动器；所述滚子轴承随动器、第二转轴以及导向滑块自上而下依次设置，并整体构成用于调节刚度的刚度调节支点；所述凸轮式杠杆底部设有用于调节刚度调节支点的空腔；所述滚子轴承随动器顶部设置在空腔内，并可在空腔内滑动，且凸轮式杠杆可绕刚度调节支点转动；所述支点微调凸轮位于凸轮式杠杆下方，其一端设有用于调节刚度调节支点位置的滑动开槽；所述第二转轴嵌套在滑动开槽内；所述凸轮式杠杆一端设有凸台，并通过轴套和轴用挡圈与输出盘传动配合；所述凸轮式杠杆的外轮廓为凸轮曲线，其外表面通过滚柱及滚柱安装架作用于弹簧；所述弹簧的一端通过弹簧安装座固接于弹簧封板上，另一端固接在滚柱安装架上；所述滚柱设置在滚柱安装架内，且可相对转动；所述滚柱位于凸轮式杠杆的两侧，通过弹簧的压力使其与凸轮式杠杆的凸轮端抵接，从而使输入部分作用在滚柱上的力在凸轮式杠杆原理的作用下输出到输出部分的输出盘上。

2.根据权利要求1所述的内走线变刚度机器人关节模块，其特征在于，所述刚度调节部分还包括用于手动微调刚度的第二轴承、细牙调整螺栓、垫板、调节齿轮、调节齿条、第一转轴、小齿轮、以及扇形齿条；所述垫板固定在机座的底部上；所述小齿轮、第二轴承、调节齿轮相互固定且自上而下设置在第一转轴上，可绕第一转轴转动，所述第一转轴固定在垫板上；所述扇形齿条固定在支点微调凸轮的另一端上，与调节齿轮啮合传动，实现通过调节齿轮驱动支点微调凸轮转动，从而改变刚度调节支点的位置；所述细牙调整螺栓的一端与调节齿条螺纹连接，驱动调节齿条前后移动，另一端延伸至机座上；所述调节齿条与小齿轮啮合传动，实现驱动调节齿轮转动。

3.根据权利要求1所述的内走线变刚度机器人关节模块，其特征在于，所述空腔的形状为类椭圆形设计。

4.根据权利要求1所述的内走线变刚度机器人关节模块，其特征在于，所述滚柱的上端还设有凸台，所述凸台与滚柱安装架卡接，实现防止滚柱在滚柱安装架中轴向移动。

5.根据权利要求1所述的内走线变刚度机器人关节模块，其特征在于，所述滑动开槽为弧形设计，其槽心与支点微调凸轮中心之间的距离从滑动开槽的一端至另一端逐渐减小或增大。

6.根据权利要求1所述的内走线变刚度机器人关节模块，其特征在于，所述中空走线架的侧面为C形设计，其上端位于凸轮式杠杆的上方，与中空走线轴二连接，其下端位于凸轮式杠杆的下方，与中空走线轴连接。