[发明专利]一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构

摘要

本发明公开了一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构，属于机器人研究与工程领域，当行星齿轮组带动连接关节的锥形齿轮转动时，蛇形机器人能够实现偏转运动；当相邻关节正交安装时，蛇形机器人能够同时实现偏航和俯仰运动。同时，磁流变液阻尼力的控制是和电机运动控制分开的，可以根据需求，通过控制行星齿轮箱外侧的线圈的电流大小来改变齿轮箱内的磁场强度，以改变磁流变液的状态，进而达到控制阻尼力，实现变刚度的功能。变刚度的功能既不影响蛇形机器人实现各种运动姿态，又能提高蛇形机器人关节的保护和控制能力，使得蛇形机器人环境适应能力和可控性大幅度提升。

主权项

一种刚柔一体的可变刚度的蛇形机器人关节机构，其特征在于：包含第一关节(A)、第二关节(C)和关节连接(B)，第一关节(A)和第二关节(C)通过关节连接(B)组合在一起；所述为关节连接(B)，由一个关节连接杆(B1)，第一锥形齿轮(B2)和第二锥形齿轮(B3)组成；关节连接杆(B1)和第一锥形齿轮(B2)同心固定连接，关节连接杆(B1)和第一锥形齿轮(B2)不能进行相对运动；第二锥形齿轮(B3)和行星架(A15)同心固定连接，第二锥形齿轮(B3)和行星架(A15)不能进行相对运动；关节连接杆(B1)和第二关节(C)之间也为不能进行相对运动的固定连接，关节连接杆(B1)通过第一旋转副(R1)与第二旋转副(R2)与第一关节外壳(A1)连接在一起；第一锥形齿轮(B2)和第二锥形齿轮(B3)正交啮合；第一关节外壳(A1)中，第一旋转副(R1)与第二旋转副(R2)与关节连接(B)的关节连接杆(B1)连接；第一关节外壳(A1)中，电机固定外壳(A2)与第一关节外壳(A1)同心；第一关节外壳底部有圆形的电机底座小孔(A3)和方形的电机线外接孔(A4)，圆形电机底座小孔(A3)用于伸出电机底部的电机轴，与之相邻的方形电机线外接孔(A4)用于外接电源线。