[发明专利]一种基于杠杆机构的变刚度关节装置

权利要求书

1.一种基于杠杆机构的变刚度关节装置，其特征在于，包括：

主轴(3)；

主传递盘(4)，设置在所述主轴(3)上，与所述主轴(3)同步转动；

滑轨(5)，固定在所述主传递盘(4)的上方；

滑块一(6-1)，设置在所述滑轨(5)上，所述滑块一(6-1)上设有杠杆支点(14)；

滑块二(6-2)，设置在所述滑轨(5)上；

套杆(7-2)，通过安装支架(7-1)固定在所述滑块二(6-2)的上方；

滑块三(6-3)，套在所述套杆(7-2)上，所述滑块三(6-3)上设有弹簧支点(15)；

其中，在所述套杆(7-2)位于所述滑块三(6-3)的两侧设有弹簧(7-3)，所述弹簧(7-3)的一端抵在所述滑块三(6-3)上，所述弹簧(7-3)的另一端抵在所述安装支架(7-1)上；

杠杆(8)，其具有滑槽一(8-1)、滑槽二(8-2)，所述杠杆支点(14)位于所述滑槽一(8-1)的上方一侧，所述杠杆(8)位于所述滑块一(6-1)的上方并被所述滑块一(6-1)承载，所述弹簧支点(15)位于所述滑槽二(8-2)的下方一侧，所述滑块三(6-3)抵在所述杠杆(8)的上端面，并且可以相对所述杠杆(8)滑动；

输出盘(9)，通过连接轴(13)与所述杠杆(8)之间铰接；以及

用于改变所述杠杆支点(14)在所述滑槽一(8-1)中位置、所述弹簧支点(15)在所述滑槽二(8-2)中位置的机构(10)，所述机构(10)驱动所述滑块一(6-1)、所述滑块二(6-2)在所述滑轨(5)上同时进行滑移，所述机构包括：

能够旋转的转动盘(10-1)，其上设有曲线槽一(10-1a)、曲线槽二(10-1b)；

滑块支点一(10-2)，固定在所述滑块一(6-1)上，并且伸入至所述曲线槽一(10-1a)中；

滑块支点二(10-3)，固定在所述滑块二(6-2)上，并且伸入至所述曲线槽二(10-1b)中；

其中，所述转动盘(10-1)的旋转，能够同时驱动所述滑块支点一(10-2)在所述曲线槽一(10-1a)内滑移、所述滑块支点二(10-3)在所述曲线槽二(10-1b)内滑移，进而改变所述滑块一(6-1)与所述滑块二(6-2)的相对位置。

2.如权利要求1所述的基于杠杆机构的变刚度关节装置，其特征在于，所述机构(10)进一步包括：

用于承载所述转动盘(10-1)的从动齿轮(10-4)；

与所述从动齿轮(10-4)啮合的主动齿轮(10-5)；

用于驱动所述主动齿轮(10-5)的变刚度驱动电机(10-6)。

3.如权利要求2所述的基于杠杆机构的变刚度关节装置，其特征在于，所述从动齿轮(10-4)设置为与所述主轴(3)同心，其通过轴承构件一(16)旋转支撑在所述主轴(3)的外周。

4.如权利要求1所述的基于杠杆机构的变刚度关节装置，其特征在于，进一步包括固定壳体(2)、用于驱动所述主轴(3)的输入电机(12)，所述输入电机(12)安装在所述固定壳体(2)上。

5.如权利要求4所述的基于杠杆机构的变刚度关节装置，其特征在于，所述输出盘(9)与所述固定壳体(2)之间通过轴承构件二(17)转动连接。

6.如权利要求1所述的基于杠杆机构的变刚度关节装置，其特征在于，所述套杆(7-2)设置为垂直于所述滑轨(5)。

7.如权利要求1所述的基于杠杆机构的变刚度关节装置，其特征在于，还包括用于检测所述输出盘(9)与所述主传递盘(4)之间相对转角的组件(11)，所述组件(11)包括：

安装在所述主传递盘(4)上的支座(11-1)，其上设有固定圆弧形齿条(11-2)；

安装在所述输出盘(9)上的端盖(9-1)；

编码器(11-4)，位于所述端盖(9-1)上；以及

随动齿轮(11-3)，固定在所述编码器(11-4)的输出轴上，并与所述编码器(11-4)的输出轴同步转动，其中，所述随动齿轮(11-3)与所述圆弧形齿条(11-2)之间啮合。