[发明专利]一种机器人用永磁变刚度柔性关节

摘要

本发明属于柔性机器人技术领域，提出了一种机器人用永磁变刚度柔性关节，能够模拟仿生关节具有的非线性变刚度肌肉特性。本发明采用永磁变刚度机构作为刚度调整部件，绳索作为力与运动传递部件，其刚度会根据永磁体间气隙改变而改变，通过电机、绳索绞盘和导向滑轮的作用，实现操作手两侧绳索的力与位置的解耦，可实现关节刚度不变，仅改变关节转角改变，即实现等刚度条件下关节位置调整；还可实现在关节位置不变的，仅改变关节的刚度，根据不同的工作情况，实现对应设定刚度条件下工作。本发明为运动形式简洁、制造简便、操作简单的永磁变刚度柔性机器人关节结构。

主权项

一种机器人用永磁变刚度柔性关节，其特征在于，包括至少一个自由度控制机构、操作臂(1)、大臂(9)、大臂固定架(7)、编码器(10)、操作臂旋转轴(16)，大臂(9)固定于大臂固定架(7)上，操作臂(1)通过操作臂旋转轴(16)固定于大臂(9)的中心轴上，操作臂旋转轴(16)和编码器(10)通过薄壁球轴承固定在大臂(9)上；其中，所述的一个自由度控制机构由两组沿大臂中心轴对称设置的位置与刚度调整模块组成，每组位置与刚度调整模块包括绳索(2)、至少两个导线滑轮、至少一个永磁变刚度模块(4)、绳索绞盘(5)、谐波减速器(8)和伺服电机(6)；所述绳索(2)一端固定于操作臂(1)，然后依次穿过大臂外边缘设置的导线滑轮A(3)、大臂内部固定的永磁变刚度模块(4)和导线滑轮B(11),绳索另一端固定在绳索绞盘(5)上，绳索绞盘(5)、谐波减速器(8)和伺服电机三者同轴固定于大臂(9)上；所述永磁变刚度模块(4)的定滑轮A(18)与导线滑轮B(11)轴线平行且滑轮轮廓外切同一条直线；导线滑轮B(11)的轴线垂直于绳索绞盘(5)的轴线，且轮廓外切同一条直线。