[实用新型]一种可变刚度的平面涡卷弹簧装置

说明书

本实用新型涉及一种可变刚度的平面涡卷弹簧装置，包括座壳，所述座壳内转动连接有一端穿出座壳的主轴，座壳内还设置有与座壳固定连接的固定轴，所述主轴上安装有第一平面涡卷弹簧，所述固定轴上安装有第二平面涡卷弹簧，所述第一平面涡卷弹簧的另一端和第二平面涡卷弹簧的另一端相连接并设置有弹性挡板，所述座壳内设置有用于阻挡弹性挡板上部的销轴。该装置结构紧凑，且刚度改变适应不同情况下的使用。

技术领域

本实用新型涉及一种可变刚度的平面涡卷弹簧装置。

背景技术

目前，越来越多的科研人员加入到机器人的研究领域，尤其在奔跑、跳跃的仿生式机器人方面的研究。由于腿式机器人自由度多，运动灵活，能效性高，适应非结构化环境能力强，因此腿式仿生机器人是目前机器人研究领域最活跃的研究方向之一。

腿式仿生机器人，最重要的特点是通过腿的运动完成身体移动，而关节是腿部重要的组成部分，机器人的运动肌理是通过关节来完成的。人在跳跃的时候腿部肌腱绷紧，弯曲的腿犹如弹簧一样有力，此时关节刚度较大。人通过调整腿部肌腱的绷紧程度来改变步频和步幅，其实质上就是改变关节刚度。此外人在跳跃过程中，其实就是一个储能和放能的过程。这里的变刚度平面涡卷弹簧能够较好的适应于仿生机器人的研究，意义重大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可变刚度的平面涡卷弹簧装置，该装置结构紧凑，且刚度改变适应不同情况下的使用。

本实用新型的技术方案在于：一种可变刚度的平面涡卷弹簧装置，包括座壳，所述座壳内转动连接有一端穿出座壳的主轴，座壳内还设置有与座壳固定连接的固定轴，所述主轴上安装有第一平面涡卷弹簧，所述固定轴上安装有第二平面涡卷弹簧，所述第一平面涡卷弹簧的另一端和第二平面涡卷弹簧的另一端相连接并设置有弹性挡板，所述座壳内设置有用于阻挡弹性挡板上部的销轴。

进一步地，所述座壳由前盖和后盖组成并经螺栓实现前盖与后盖的连接。

进一步地，所述销轴安装在前盖上。

进一步地，所述第一平面涡卷弹簧的另一端和第二平面涡卷弹簧的另一端经铆钉相连接。

进一步地，所述弹性挡板设置于第一平面涡卷弹簧的另一端，且弹性挡板和第一平面涡卷弹簧上均设置有铆接孔并经铆钉铆接。

进一步地，所述主轴的后端经第一轴承与后盖相连接，主轴上设置有与第一平面涡卷弹簧的一端相连接的定位机构，主轴前部穿出设置于前盖上的轴孔并与设置于前盖上的第二轴承相连接。

进一步地，所述定位机构包括设置于主轴上用于第一平面涡卷弹簧的一端嵌入的第一卡槽，主轴中部设置有轴肩，主轴上套置有位于第一平面涡卷弹簧的一端与第一轴承之间的第一套筒，所述第一套筒与轴肩配合实现第一平面涡卷弹簧的轴向定位。

进一步地，所述固定轴的前部与前盖固定，固定轴的后部与后盖固定，固定轴上设置有用于第二涡卷弹簧的一端嵌入的第二卡槽，所述第二涡卷弹簧的一端前部与固定轴上的轴肩相抵接，所述固定轴上还设置有位于第二涡卷弹簧的一端与后盖之间的第二套筒。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：

主轴转动时，带动第一平面涡卷弹簧缩紧转动，通过中间连接件带动第二平面涡卷弹簧缩紧，此时，弹性挡板也随之移动逐渐达到与销轴接触，平面涡卷弹簧装置的刚度由小逐渐变大。随着主轴进一步的转动，弹性挡板克服销轴的阻碍，越过销轴，此时平面涡卷弹簧装置的刚度由大又逐渐变小。最后由于平面涡卷弹簧的回复力，弹性挡板有按原路返回，平面涡卷弹簧装置的刚度变化与之前过程相反。该平面涡卷弹簧装置的刚度改变适应不同情况下的使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的变刚度弹性的爆炸示意图；