專利名稱：一種嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于仿生機器人的仿生關(guān)節(jié)，更特別地說，是指一種能夠?qū)崿F(xiàn) 主動控制仿生關(guān)節(jié)精確控制的能力和被動柔性仿生關(guān)節(jié)力學(xué)仿生的嵌入驅(qū)動器式的主動 控制柔性仿生關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
在陸生動物仿生機器人研究領(lǐng)域，作為運動最直接的執(zhí)行者——仿生腿，其性能 優(yōu)劣直接影響仿生學(xué)研究?；诖耍仁綑C器人的研究占據(jù)著舉足輕重的地位，而腿的柔性 尤其是膝關(guān)節(jié)的柔性，對仿生機器人的動力學(xué)性能有著較大的影響。過去較長的一個時期， 對機械腿(尤其是步行機械腿)的研究主要是關(guān)節(jié)主動控制的剛性腿。主動關(guān)節(jié)在關(guān)節(jié)部位布置驅(qū)動器，可以實現(xiàn)精確的控制，但這種關(guān)節(jié)力學(xué)仿生性 能不佳。從生物力學(xué)的角度考慮，腿脛骨部分的運動更類似于一個單擺運動，而主動控制的 膝關(guān)節(jié)，脛骨在動作和回復(fù)的兩個階段都需要做功，不但浪費了能量，也使得關(guān)節(jié)或者仿生 腿的運動學(xué)性能與真實狀況相去甚遠(yuǎn)。但由于其驅(qū)動器直接驅(qū)動關(guān)節(jié)，使得結(jié)構(gòu)較為緊湊。被動關(guān)節(jié)通常有集中在臀關(guān)節(jié)的驅(qū)動器進行驅(qū)動，通過彈簧等彈性部件將動力輸 出至膝關(guān)節(jié)或者踝關(guān)節(jié)，在不做功階段，依靠彈簧的彈性勢能和重力勢能使其恢復(fù)初始狀 態(tài)，這種運動方式更加符合運動學(xué)意義上的仿生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，該仿生關(guān)節(jié)采 用雙端輸出軸電機作為動力輸出元件，替代以往為了實現(xiàn)柔性控制而采用的氣動人工肌 肉；通過具有定位滑槽的聯(lián)軸器實現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)動單元與電機的連接，在電機的順、逆方向轉(zhuǎn)動 時，驅(qū)動不同的柔性轉(zhuǎn)動單元運動從而實現(xiàn)了仿生機器人關(guān)節(jié)的運動。本發(fā)明的一種嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，包括有A柔性轉(zhuǎn)動件、B柔 性轉(zhuǎn)動件、C柔性轉(zhuǎn)動件、D柔性轉(zhuǎn)動件、雙端輸出軸電機、A聯(lián)軸器、B聯(lián)軸器、封裝套筒、A 端蓋和B端蓋；其中，A柔性轉(zhuǎn)動件與D柔性轉(zhuǎn)動件的結(jié)構(gòu)相同，B柔性轉(zhuǎn)動件與C柔性轉(zhuǎn) 動件的結(jié)構(gòu)相同，A聯(lián)軸器與B聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)相同，A端蓋與B端蓋的結(jié)構(gòu)相同。在雙端輸出軸電機的順、逆時針方向的轉(zhuǎn)動下，A柔性轉(zhuǎn)動件與D柔性轉(zhuǎn)動件保持 一個方向運動，B柔性轉(zhuǎn)動件與C柔性轉(zhuǎn)動件保持另一個方向運動，即柔性轉(zhuǎn)動件兩兩為單 向運動。本發(fā)明柔性仿生關(guān)節(jié)是一種集主動控制和柔性單元于一體的柔性關(guān)節(jié)，其具有以 下優(yōu)點①柔性轉(zhuǎn)動單元采用一體化加工技術(shù)，減少了仿生機器人關(guān)節(jié)系統(tǒng)所需要的零件 數(shù)量，提高了裝配效率。②柔性轉(zhuǎn)動單元采用對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，配以具有定位滑槽的聯(lián)軸器進行與電機裝 配，既可以實現(xiàn)關(guān)節(jié)的精確控制，又可以利用被動關(guān)節(jié)提高能量利用率、動力學(xué)性能更好寸。③這種一體化柔性仿生關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)緊湊，避免了以往關(guān)節(jié)驅(qū)動器布置于關(guān)節(jié)外部的 特點，使得避免了復(fù)雜的傳動機構(gòu)設(shè)計，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，同時減小了系統(tǒng)體積。④這種一體化柔性仿生關(guān)節(jié)可以在其內(nèi)部集成更多的傳感器，得到控制更智能、 結(jié)構(gòu)更仿生、力學(xué)更合理的智能型仿生關(guān)節(jié)。⑤這種一體化柔性仿生關(guān)節(jié)集主動控制和被動控制相關(guān)優(yōu)點于一身。




圖1是本發(fā)明的嵌入驅(qū)動器式柔性仿生關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)圖
圖IA是圖1的后視圖。
圖IB是圖1的分解圖。
圖2是本發(fā)明的A柔性轉(zhuǎn)動件的正視圖。
圖2A是本發(fā)明的D柔性轉(zhuǎn)動件的正視圖。
圖3是本發(fā)明的B柔性轉(zhuǎn)動件的正視圖。
圖3A是本發(fā)明的C柔性轉(zhuǎn)動件的正視圖。
圖4是本發(fā)明的A聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖。
圖4A是本發(fā)明的A聯(lián)軸器的另一視角的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明的B聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖。
圖5A是本發(fā)明的B聯(lián)軸器的另一視角的結(jié)構(gòu)圖。
1.A柔性轉(zhuǎn)動件皿·Α彈性簧片 105. L·彈性簧片 10&F彈性簧片 110. A中間轉(zhuǎn)動支撐
2.B柔性轉(zhuǎn)動件201. G彈性簧片 205. K彈性簧片206. L彈性簧片 210. B中間轉(zhuǎn)動支撐
3.C柔性轉(zhuǎn)動件301. M彈性簧片 305. Q彈性簧片306. R彈性簧片 310. C中間轉(zhuǎn)動支撐
4.D柔性轉(zhuǎn)動件401. S彈性簧片 405. W彈性簧片406. X彈性簧片 410. D中間轉(zhuǎn)動支撐
5.雙端輸出軸電機
103. C彈性簧片 10&B轉(zhuǎn)動支撐
102. B彈性簧片 107. A轉(zhuǎn)動支撐 111. A環(huán)形連接塊 202. H彈性簧片203.1彈性簧片 207. D轉(zhuǎn)動支撐2(KE轉(zhuǎn)動支撐 211. B環(huán)形連接塊 302. N彈性簧片303.0彈性簧片 307. G轉(zhuǎn)動支撐3(KH轉(zhuǎn)動支撐 311. C環(huán)形連接塊 402. T彈性簧片403. U彈性簧片 407. J轉(zhuǎn)動支撐徹· K轉(zhuǎn)動支撐 411. D環(huán)形連接塊
6.A聯(lián)軸器 62. B定位滑槽
7.B聯(lián)軸器 72. D定位滑槽
8.封裝套筒
51. A輸出軸52. B輸出軸 61. A定位滑槽611. A限位面板
621. C限位面板622. D限位面板63. C通孔 71. C定位滑槽711. E限位面板 721. G限位面板722. H限位面板73. D通孔
9. A端蓋9A. A通孔10. B端蓋
104. D彈性簧片 109. C轉(zhuǎn)動支撐 112. A擋塊 204. J彈性簧片 209. F轉(zhuǎn)動支撐 212. B擋塊 304. P彈性簧片 309.1轉(zhuǎn)動支撐 312. C擋塊 404. V彈性簧片 409. L轉(zhuǎn)動支撐 412. D擋塊
64.鍵
74.鍵 10A. B通孔
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)說明。嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)作為一種新型的仿生柔性關(guān)節(jié)，可以實現(xiàn) 其轉(zhuǎn)動自由度上的主動控制和柔性仿生，該關(guān)節(jié)可以作為仿生膝關(guān)節(jié)、仿生踝關(guān)節(jié)、仿生腕 關(guān)節(jié)等，在仿生機器人研究中，具有新的理論研究和應(yīng)用價值。參見圖IB所示，本發(fā)明的一種嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，包括有A 柔性轉(zhuǎn)動件1、B柔性轉(zhuǎn)動件2、C柔性轉(zhuǎn)動件3、D柔性轉(zhuǎn)動件4、雙端輸出軸電機5、A聯(lián)軸 器6、B聯(lián)軸器7、封裝套筒8、A端蓋9和B端蓋10 ；其中，A柔性轉(zhuǎn)動件1與D柔性轉(zhuǎn)動件 4的結(jié)構(gòu)相同(參見圖2、圖2A所示)，B柔性轉(zhuǎn)動件2與C柔性轉(zhuǎn)動件3的結(jié)構(gòu)相同(參 見圖3、圖3A所示)，A聯(lián)軸器6與B聯(lián)軸器7的結(jié)構(gòu)相同(參見圖4所示)，A端蓋9與B 端蓋10的結(jié)構(gòu)相同(參見圖1、圖1A、圖IB所示)。(一)A柔性轉(zhuǎn)動件1參見圖2所示，A柔性轉(zhuǎn)動件1為采用線切割技術(shù)加工成的一種一體成型件；A柔 性轉(zhuǎn)動件1上設(shè)有A彈性簧片101、B彈性簧片102、C彈性簧片103、D彈性簧片104、E彈 性簧片105、F彈性簧片106、A轉(zhuǎn)動支撐107、B轉(zhuǎn)動支撐108、C轉(zhuǎn)動支撐109、A中間轉(zhuǎn)動 支撐110、A環(huán)形連接塊111和A擋塊112 ；在初始安裝時，A擋塊112與A聯(lián)軸器6的B定 位滑槽62的C限位面板621接觸；其中A轉(zhuǎn)動支撐107、B轉(zhuǎn)動支撐108和C轉(zhuǎn)動支撐109的結(jié)構(gòu)相同；A彈性簧片101、C彈性簧片103和E彈性簧片105的結(jié)構(gòu)相同；B彈性簧片102、D彈性簧片104和F彈性簧片106的結(jié)構(gòu)相同；A中間轉(zhuǎn)動支撐110的外緣上均勻設(shè)有B彈性簧片102、D彈性簧片104和F彈性 簧片106 ；A環(huán)形連接塊111的內(nèi)緣上均勻設(shè)有A彈性簧片101、C彈性簧片103和E彈性簧片105。以彈性簧片為連接方式對A柔性轉(zhuǎn)動件1的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明A彈性簧片101的一端與A環(huán)形連接塊111相連，A彈性簧片101的另一端與A轉(zhuǎn) 動支撐107相連；A彈性簧片101的弧長為A轉(zhuǎn)動支撐107圓周周長的一半。C彈性簧片103的一端與A環(huán)形連接塊111相連，C彈性簧片103的另一端與B轉(zhuǎn) 動支撐108相連；C彈性簧片103的弧長為C轉(zhuǎn)動支撐108圓周周長的一半。E彈性簧片105的一端與A環(huán)形連接塊111相連，E彈性簧片105的另一端與C轉(zhuǎn) 動支撐109相連；E彈性簧片105的弧長為C轉(zhuǎn)動支撐109圓周周長的一半。B彈性簧片102的一端與A轉(zhuǎn)動支撐107相連，B彈性簧片102的另一端與A中間 轉(zhuǎn)動支撐110相連；B彈性簧片102的弧長為A中間轉(zhuǎn)動支撐110的外環(huán)圓周周長的一半。D彈性簧片104的一端與B轉(zhuǎn)動支撐108相連，D彈性簧片104的另一端與A中間 轉(zhuǎn)動支撐110相連；D彈性簧片104的弧長為A中間轉(zhuǎn)動支撐110的外環(huán)圓周周長的一半。F彈性簧片106的一端與C轉(zhuǎn)動支撐109相連，F(xiàn)彈性簧片106的另一端與A中間 轉(zhuǎn)動支撐110相連；F彈性簧片106的弧長為A中間轉(zhuǎn)動支撐110的外環(huán)圓周周長的一半。(二)B柔性轉(zhuǎn)動件2參見圖3所示，B柔性轉(zhuǎn)動件2為采用線切割技術(shù)加工成的一種一體成型件；B柔 性轉(zhuǎn)動件2上設(shè)有G彈性簧片201、H彈性簧片202、I彈性簧片203、J彈性簧片204、K彈性簧片205、L彈性簧片206、D轉(zhuǎn)動支撐207、E轉(zhuǎn)動支撐208、F轉(zhuǎn)動支撐209、B中間轉(zhuǎn)動 支撐210、B環(huán)形連接塊211和B擋塊212 ；在初始安裝時，B擋塊212與A聯(lián)軸器6的A定 位滑槽61的A限位面板611接觸；其中D轉(zhuǎn)動支撐207、E轉(zhuǎn)動支撐208和F轉(zhuǎn)動支撐209的結(jié)構(gòu)相同；G彈性簧片201、I彈性簧片203和K彈性簧片205的結(jié)構(gòu)相同；H彈性簧片202、J彈性簧片204和L彈性簧片206的結(jié)構(gòu)相同；B中間轉(zhuǎn)動支撐210的外緣上均勻設(shè)有H彈性簧片202、J彈性簧片204和L彈性 簧片206 ；B環(huán)形連接塊211的內(nèi)緣上均勻設(shè)有G彈性簧片201、1彈性簧片203和K彈性簧 片 205。以彈性簧片為連接方式對B柔性轉(zhuǎn)動件2的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明G彈性簧片201的一端與B環(huán)形連接塊211相連，G彈性簧片201的另一端與D轉(zhuǎn) 動支撐207相連；G彈性簧片201的弧長為D轉(zhuǎn)動支撐207圓周周長的一半。I彈性簧片203的一端與B環(huán)形連接塊211相連，I彈性簧片203的另一端與E轉(zhuǎn) 動支撐208相連；I彈性簧片203的弧長為E轉(zhuǎn)動支撐208圓周周長的一半。K彈性簧片205的一端與B環(huán)形連接塊211相連，K彈性簧片205的另一端與F轉(zhuǎn) 動支撐209相連；K彈性簧片205的弧長為F轉(zhuǎn)動支撐209圓周周長的一半。H彈性簧片202的一端與D轉(zhuǎn)動支撐207相連，H彈性簧片202的另一端與B中間 轉(zhuǎn)動支撐210相連；H彈性簧片202的弧長為B中間轉(zhuǎn)動支撐210的外環(huán)圓周周長的一半。J彈性簧片204的一端與E環(huán)形連接塊208相連，J彈性簧片204的另一端與B中 間轉(zhuǎn)動支撐210相連J彈性簧片204的弧長為B中間轉(zhuǎn)動支撐210的外環(huán)圓周周長的一 半。L彈性簧片206的一端與F環(huán)形連接塊209相連，L彈性簧片206的另一端與B中 間轉(zhuǎn)動支撐210相連；L彈性簧片206的弧長為B中間轉(zhuǎn)動支撐210的外環(huán)圓周周長的一半。(三)C柔性轉(zhuǎn)動件3參見圖3A所示，C柔性轉(zhuǎn)動件3為采用線切割技術(shù)加工成的一種一體成型件，C柔 性轉(zhuǎn)動件3上設(shè)有M彈性簧片301、N彈性簧片302、0彈性簧片303、P彈性簧片304、Q彈 性簧片305、R彈性簧片306、G轉(zhuǎn)動支撐307、H轉(zhuǎn)動支撐308、I轉(zhuǎn)動支撐309、C中間轉(zhuǎn)動 支撐310、C環(huán)形連接塊311和C擋塊312 ；在初始安裝時，C擋塊312與B聯(lián)軸器7的D定 位滑槽72的G限位面板621接觸；其中G轉(zhuǎn)動支撐307、H轉(zhuǎn)動支撐308和I轉(zhuǎn)動支撐309的結(jié)構(gòu)相同；M彈性簧片301、0彈性簧片303和Q彈性簧片305的結(jié)構(gòu)相同；N彈性簧片302、P彈性簧片304和R彈性簧片306的結(jié)構(gòu)相同；C中間轉(zhuǎn)動支撐310的外緣上均勻設(shè)有N彈性簧片302、P彈性簧片304和R彈性 簧片306 ；C環(huán)形連接塊311的內(nèi)緣上均勻設(shè)有M彈性簧片301、0彈性簧片303和Q彈性簧 片 305。以彈性簧片為連接方式對B柔性轉(zhuǎn)動件2的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明
以彈性簧片為連接方式對C柔性轉(zhuǎn)動件3的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明M彈性簧片301的一端與C環(huán)形連接塊311相連，M彈性簧片301的另一端與G轉(zhuǎn) 動支撐307相連；M彈性簧片301的弧長為G轉(zhuǎn)動支撐307圓周周長的一半。0彈性簧片303的一端與C環(huán)形連接塊311相連，N彈性簧片303的另一端與H轉(zhuǎn) 動支撐308相連；N彈性簧片303的弧長為H轉(zhuǎn)動支撐308圓周周長的一半。Q彈性簧片305的一端與C環(huán)形連接塊311相連，Q彈性簧片305的另一端與I轉(zhuǎn) 動支撐309相連；0彈性簧片305的弧長為I轉(zhuǎn)動支撐309圓周周長的一半。N彈性簧片302的一端與G轉(zhuǎn)動支撐307相連，N彈性簧片302的另一端與C中間 轉(zhuǎn)動支撐310相連；N彈性簧片302的弧長為C中間轉(zhuǎn)動支撐310的外環(huán)圓周周長的一半。P彈性簧片304的一端與H轉(zhuǎn)動支撐308相連，P彈性簧片304的另一端與C中間 轉(zhuǎn)動支撐310相連；P彈性簧片304的弧長為C中間轉(zhuǎn)動支撐310的外環(huán)圓周周長的一半。R彈性簧片306的一端與I轉(zhuǎn)動支撐309相連，R彈性簧片306的另一端與C中間 轉(zhuǎn)動支撐310相連；R彈性簧片306的弧長為C中間轉(zhuǎn)動支撐310的外環(huán)圓周周長的一半。(四)D柔性轉(zhuǎn)動件4參見圖2A所示，D柔性轉(zhuǎn)動件4為采用線切割技術(shù)加工成的一種一體成型件；D柔 性轉(zhuǎn)動件4上設(shè)有S彈性簧片401、T彈性簧片402、U彈性簧片403、V彈性簧片404、W彈 性簧片405、X彈性簧片406、J轉(zhuǎn)動支撐407、K轉(zhuǎn)動支撐408、L轉(zhuǎn)動支撐409、D中間轉(zhuǎn)動 支撐410、D環(huán)形連接塊411和D擋塊412 ；在初始安裝時，D擋塊412與B聯(lián)軸器7的C定 位滑槽71的E限位面板(圖5未示出)接觸；其中J轉(zhuǎn)動支撐407、K轉(zhuǎn)動支撐408和L轉(zhuǎn)動支撐409的結(jié)構(gòu)相同；S彈性簧片401、U彈性簧片403和W彈性簧片405的結(jié)構(gòu)相同；T彈性簧片402、V彈性簧片404和X彈性簧片406的結(jié)構(gòu)相同；D中間轉(zhuǎn)動支撐410的外緣上均勻設(shè)有T彈性簧片402、V彈性簧片404和X彈性 簧片406 ；D環(huán)形連接塊411的內(nèi)緣上均勻設(shè)有S彈性簧片401、U彈性簧片403和W彈性簧 片 405。以彈性簧片為連接方式對D柔性轉(zhuǎn)動件4的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明S彈性簧片401的一端與D環(huán)形連接塊411相連，S彈性簧片401的另一端與J轉(zhuǎn) 動支撐407相連；S彈性簧片401的弧長為J轉(zhuǎn)動支撐407圓周周長的一半。U彈性簧片403的一端與D環(huán)形連接塊411相連，U彈性簧片403的另一端與K轉(zhuǎn) 動支撐408相連；U彈性簧片403的弧長為K轉(zhuǎn)動支撐408圓周周長的一半。W彈性簧片405的一端與D環(huán)形連接塊411相連，W彈性簧片405的另一端與L轉(zhuǎn) 動支撐409相連；W彈性簧片405的弧長為L轉(zhuǎn)動支撐409圓周周長的一半。T彈性簧片402的一端與J轉(zhuǎn)動支撐407相連，T彈性簧片402的另一端與D中間 轉(zhuǎn)動支撐410相連；T彈性簧片402的弧長為D中間轉(zhuǎn)動支撐410的外環(huán)圓周周長的一半。V彈性簧片404的一端與K轉(zhuǎn)動支撐408相連，V彈性簧片404的另一端與D中間 轉(zhuǎn)動支撐410相連；V彈性簧片404的弧長為D中間轉(zhuǎn)動支撐410的外環(huán)圓周周長的一半。X彈性簧片406的一端與L轉(zhuǎn)動支撐409相連，X彈性簧片406的另一端與D中間 轉(zhuǎn)動支撐410相連；X彈性簧片406的弧長為D中間轉(zhuǎn)動支撐410的外環(huán)圓周周長的一半。
(五)雙端輸出軸電機5在本發(fā)明中，雙端輸出軸電機5的A輸出軸51定義為順時針方向運動；雙端輸出 軸電機5的B輸出軸52定義為逆時針方向運動。雙端輸出軸電機5的A輸出軸51連接在A聯(lián)軸器6的C通孔63內(nèi)，且通過鍵64 卡緊在A輸出軸51上的鍵槽，從而實現(xiàn)A聯(lián)軸器6與雙端輸出軸電機5的A輸出軸51的安裝。雙端輸出軸電機5的B輸出軸52連接在B聯(lián)軸器7的D通孔73內(nèi)，且通過鍵74 卡緊在B輸出軸52上的鍵槽，從而實現(xiàn)B聯(lián)軸器7與雙端輸出軸電機5的B輸出軸52的安裝。在本發(fā)明中，雙端輸出軸電機5的雙端輸出軸通過兩個聯(lián)軸器與4個柔性轉(zhuǎn)動件 裝配在一起；在雙端輸出軸電機5的驅(qū)動下，兩個聯(lián)軸器以轉(zhuǎn)動接觸4個柔性轉(zhuǎn)動件，從而 減小了仿生關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動慣性。(六)A聯(lián)軸器6參見圖1B、圖4、圖4A所示，A聯(lián)軸器6的兩端設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的A定位滑槽61和B 定位滑槽62，A定位滑槽61用于安裝B柔性轉(zhuǎn)動件2，B定位滑槽62用于安裝A柔性轉(zhuǎn)動 件1。A柔性轉(zhuǎn)動件1上的A擋塊112運行在B定位滑槽62內(nèi)，且通過B定位滑槽62上 設(shè)有的C限位面板621與D限位面板622作為A柔性轉(zhuǎn)動件1的行程距離。B柔性轉(zhuǎn)動件2上的B擋塊212運行在A定位滑槽61內(nèi)，且通過A定位滑槽61上 設(shè)有的A限位面板611與B限位面板(圖中未示出)作為B柔性轉(zhuǎn)動件2的行程距離。(七)B聯(lián)軸器7參見圖1B、圖5、圖5A所示，B聯(lián)軸器7的兩端設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的C定位滑槽71和D 定位滑槽72，C定位滑槽71用于安裝D柔性轉(zhuǎn)動件4，D定位滑槽72用于安裝C柔性轉(zhuǎn)動 件3。C柔性轉(zhuǎn)動件3上的C擋塊312運行在D定位滑槽72內(nèi)，且通過D定位滑槽72上 設(shè)有的G限位面板721與H限位面板722作為C柔性轉(zhuǎn)動件3的行程距離。D柔性轉(zhuǎn)動件4上的D擋塊412運行在C定位滑槽71內(nèi)，且通過C定位滑槽71上 設(shè)有的E限位面板711與F限位面板(圖中未示出)作為D柔性轉(zhuǎn)動件4的行程距離。(八)封裝套筒8參見圖IB所示，封裝套筒8的兩端端面上分別設(shè)有多個螺紋孔，該螺紋孔用于與 A端蓋9或B端蓋10上的螺紋孔相配合，然后通過螺釘實現(xiàn)了封裝套筒8分別與A端蓋9 與B端蓋10的安裝。(九)A端蓋 9參見圖1、圖IB所示，A端蓋9的中心開有A通孔9A。(十)B端蓋 10參見圖1A、圖IB所示，B端蓋10的中心開有B通孔10A。本發(fā)明嵌入驅(qū)動器式柔性仿生關(guān)節(jié)可以實現(xiàn)關(guān)節(jié)較大角度的轉(zhuǎn)動，并在4個柔性 轉(zhuǎn)動件中彈性簧片所儲存勢能的作用下，實現(xiàn)初始狀態(tài)位姿回復(fù)，從生物學(xué)角度而言，較之 傳統(tǒng)的仿生關(guān)節(jié)更具有力學(xué)仿生意義。
本發(fā)明嵌入驅(qū)動器式柔性仿生關(guān)節(jié)動作過程有(一 )當(dāng)雙端輸出軸電機5為逆時針方向轉(zhuǎn)動時，S卩A輸出軸51和B輸出軸52同 時沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，此時，套接在A聯(lián)軸器6的B定位滑槽62上的A柔性轉(zhuǎn)動件1與套 接在B聯(lián)軸器7的C定位滑槽71上的D柔性轉(zhuǎn)動件4也同時沿逆時針方向轉(zhuǎn)動；A柔性轉(zhuǎn) 動件1和D柔性轉(zhuǎn)動件4組成一組柔性單元；該柔性單元的動作過程如下在雙端輸出軸電機5的驅(qū)動下，A柔性轉(zhuǎn)動件1上的A中間轉(zhuǎn)動支撐110轉(zhuǎn)動，由 于A中間轉(zhuǎn)動支撐110轉(zhuǎn)動使得B彈性簧片102、D彈性簧片104和F彈性簧片106在轉(zhuǎn)動 過程中逐步脫離A轉(zhuǎn)動支撐107、B轉(zhuǎn)動支撐108和C轉(zhuǎn)動支撐109，并與A中間轉(zhuǎn)動支撐 110的外緣靠近；而A彈性簧片101、B彈性簧片103、C彈性簧片105將在A中間轉(zhuǎn)動支撐 110轉(zhuǎn)動下，靠近A環(huán)形連接塊111的內(nèi)緣。由于D柔性轉(zhuǎn)動件4與A柔性轉(zhuǎn)動件1結(jié)構(gòu)相 同，且運動關(guān)系也相同，因此不對D柔性轉(zhuǎn)動件4的運動作說明。在本發(fā)明中，當(dāng)通過控制電機轉(zhuǎn)動到某一預(yù)定角度時，可以控制電機使其停轉(zhuǎn)。這 時，由于A柔性轉(zhuǎn)動件1上的6個簧片的變形儲能特性，使得A中間轉(zhuǎn)動支撐110將向順時 針方向轉(zhuǎn)動。本發(fā)明設(shè)計的嵌入驅(qū)動器式柔性仿生關(guān)節(jié)可以實現(xiàn)勢能向動能的轉(zhuǎn)化，從能 量角度考慮。可以節(jié)約能量；從生物力學(xué)特性角度而言，可以很好的模擬關(guān)節(jié)運動。(二)當(dāng)雙端輸出軸電機5為順時針方向轉(zhuǎn)動時，即A輸出軸51和B輸出軸52同 時沿順時針方向轉(zhuǎn)動，此時，套接在A聯(lián)軸器6的A定位滑槽61上的B柔性轉(zhuǎn)動件2與套 接在B聯(lián)軸器7的D定位滑槽72上的C柔性轉(zhuǎn)動件3也同時沿順時針方向轉(zhuǎn)動；B柔性轉(zhuǎn) 動件2和C柔性轉(zhuǎn)動件3組成另一組柔性單元；該柔性單元的動作過程如下在雙端輸出軸電機5的驅(qū)動下，B柔性轉(zhuǎn)動件2上的B中間轉(zhuǎn)動支撐210轉(zhuǎn)動，由 于B中間轉(zhuǎn)動支撐210轉(zhuǎn)動使得H彈性簧片202、J彈性簧片204和L彈性簧片206在轉(zhuǎn)動 過程中逐步脫離D轉(zhuǎn)動支撐207、E轉(zhuǎn)動支撐208和F轉(zhuǎn)動支撐209，并與B中間轉(zhuǎn)動支撐 210的外緣靠近；而G彈性簧片201、I彈性簧片203、K彈性簧片205將在B中間轉(zhuǎn)動支撐 210轉(zhuǎn)動下，靠近B環(huán)形連接塊211的內(nèi)緣。由于C柔性轉(zhuǎn)動件3與B柔性轉(zhuǎn)動件2結(jié)構(gòu)相 同，且運動關(guān)系也相同，因此不對C柔性轉(zhuǎn)動件3的運動作說明。在本發(fā)明中，當(dāng)通過控制電機轉(zhuǎn)動到某一預(yù)定角度時，可以控制電機使其停轉(zhuǎn)。這 時，由于B柔性轉(zhuǎn)動件2上的6個簧片的變形儲能特性，使得B中間轉(zhuǎn)動支撐210將向逆時 針方向轉(zhuǎn)動。本發(fā)明設(shè)計的嵌入驅(qū)動器式柔性仿生關(guān)節(jié)可以實現(xiàn)勢能向動能的轉(zhuǎn)化，從能 量角度考慮?？梢怨?jié)約能量；從生物力學(xué)特性角度而言，可以很好的模擬關(guān)節(jié)運動。在本發(fā)明中，4個柔性轉(zhuǎn)動件通過兩個聯(lián)軸器在電機的驅(qū)動下，可以實現(xiàn)兩個方 向上的關(guān)節(jié)主動控制和柔性恢復(fù)，其轉(zhuǎn)動角度取決于柔性轉(zhuǎn)動單元的簧片所決定的許用應(yīng) 力。本發(fā)明的一種嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，該仿生關(guān)節(jié)采用內(nèi)置電機 驅(qū)動形式，有效地克服了采用外置電機驅(qū)動傳動機構(gòu)復(fù)雜，效率低的缺陷，具有結(jié)構(gòu)緊湊、 機構(gòu)慣性小、傳動效率高的特點；同時，本發(fā)明的機構(gòu)形式也取代了以往基于氣動和液壓驅(qū) 動方式的仿生關(guān)節(jié)，有效地改善了其機構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)用范圍有限的缺點。電機通過具有兩個滑 槽的聯(lián)軸器與4個柔性轉(zhuǎn)動件相連，可以實現(xiàn)兩個方向上的精確轉(zhuǎn)動與柔性恢復(fù)。
權(quán)利要求
一種嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，其特征在于仿生關(guān)節(jié)包括有A柔性轉(zhuǎn)動件(1)、B柔性轉(zhuǎn)動件(2)、C柔性轉(zhuǎn)動件(3)、D柔性轉(zhuǎn)動件(4)、雙端輸出軸電機(5)、A聯(lián)軸器(6)、B聯(lián)軸器(7)、封裝套筒(8)、A端蓋(9)和B端蓋(10)；其中，A柔性轉(zhuǎn)動件(1)與D柔性轉(zhuǎn)動件(4)的結(jié)構(gòu)相同，B柔性轉(zhuǎn)動件(2)與C柔性轉(zhuǎn)動件(3)的結(jié)構(gòu)相同，A聯(lián)軸器(6)與B聯(lián)軸器(7)的結(jié)構(gòu)相同，A端蓋(9)與B端蓋(10)的結(jié)構(gòu)相同；A柔性轉(zhuǎn)動件(1)上設(shè)有A彈性簧片(101)、B彈性簧片(102)、C彈性簧片(103)、D彈性簧片(104)、E彈性簧片(105)、F彈性簧片(106)、A轉(zhuǎn)動支撐(107)、B轉(zhuǎn)動支撐(108)、C轉(zhuǎn)動支撐(109)、A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)、A環(huán)形連接塊(111)和A擋塊(112)；其中A轉(zhuǎn)動支撐(107)、B轉(zhuǎn)動支撐(108)和C轉(zhuǎn)動支撐(109)的結(jié)構(gòu)相同；A彈性簧片(101)、C彈性簧片(103)和E彈性簧片(105)的結(jié)構(gòu)相同；B彈性簧片(102)、D彈性簧片(104)和F彈性簧片(106)的結(jié)構(gòu)相同；以彈性簧片為連接方式對A柔性轉(zhuǎn)動件(1)的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明A彈性簧片(101)的一端與A環(huán)形連接塊(111)相連，A彈性簧片(101)的另一端與A轉(zhuǎn)動支撐(107)相連；A彈性簧片(101)的弧長為A轉(zhuǎn)動支撐(107)圓周周長的一半；C彈性簧片(103)的一端與A環(huán)形連接塊(111)相連，C彈性簧片(103)的另一端與B轉(zhuǎn)動支撐(108)相連；C彈性簧片(103)的弧長為C轉(zhuǎn)動支撐(108)圓周周長的一半；E彈性簧片(105)的一端與A環(huán)形連接塊(111)相連，E彈性簧片(105)的另一端與C轉(zhuǎn)動支撐(109)相連；E彈性簧片(105)的弧長為C轉(zhuǎn)動支撐(109)圓周周長的一半；B彈性簧片(102)的一端與A轉(zhuǎn)動支撐(107)相連，B彈性簧片(102)的另一端與A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)相連；B彈性簧片(102)的弧長為A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)的外環(huán)圓周周長的一半；D彈性簧片(104)的一端與B轉(zhuǎn)動支撐(108)相連，D彈性簧片(104)的另一端與A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)相連；D彈性簧片(104)的弧長為A中間轉(zhuǎn)動支撐110的外環(huán)圓周周長的一半；F彈性簧片(106)的一端與C轉(zhuǎn)動支撐(109)相連，F(xiàn)彈性簧片(106)的另一端與A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)相連；F彈性簧片(106)的弧長為A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)的外環(huán)圓周周長的一半；B柔性轉(zhuǎn)動件(2)上設(shè)有G彈性簧片(201)、H彈性簧片(202)、I彈性簧片(203)、J彈性簧片(204)、K彈性簧片(205)、L彈性簧片(206)、D轉(zhuǎn)動支撐(207)、E轉(zhuǎn)動支撐(208)、F轉(zhuǎn)動支撐(209)、B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)、B環(huán)形連接塊(211)和B擋塊(212)；其中D轉(zhuǎn)動支撐(207)、E轉(zhuǎn)動支撐(208)和F轉(zhuǎn)動支撐(209)的結(jié)構(gòu)相同；G彈性簧片(201)、I彈性簧片(203)和K彈性簧片(205)的結(jié)構(gòu)相同；H彈性簧片(202)、J彈性簧片(204)和L彈性簧片(206)的結(jié)構(gòu)相同；以彈性簧片為連接方式對B柔性轉(zhuǎn)動件(2)的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明G彈性簧片(201)的一端與B環(huán)形連接塊(211)相連，G彈性簧片(201)的另一端與D轉(zhuǎn)動支撐(207)相連；G彈性簧片(201)的弧長為D轉(zhuǎn)動支撐(207)圓周周長的一半；I彈性簧片(203)的一端與B環(huán)形連接塊(211)相連，I彈性簧片(203)的另一端與E轉(zhuǎn)動支撐(208)相連；I彈性簧片(203)的弧長為E轉(zhuǎn)動支撐(208)圓周周長的一半；K彈性簧片(205)的一端與B環(huán)形連接塊(211)相連，K彈性簧片(205)的另一端與F轉(zhuǎn)動支撐(209)相連；K彈性簧片(205)的弧長為F轉(zhuǎn)動支撐(209)圓周周長的一半；H彈性簧片(202)的一端與D轉(zhuǎn)動支撐(207)相連，H彈性簧片(202)的另一端與B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)相連；H彈性簧片(202)的弧長為B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)的外環(huán)圓周周長的一半；J彈性簧片(204)的一端與E環(huán)形連接塊(208)相連，J彈性簧片(204)的另一端與B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)相連；J彈性簧片(204)的弧長為B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)的外環(huán)圓周周長的一半；L彈性簧片(206)的一端與F環(huán)形連接塊(209)相連，L彈性簧片(206)的另一端與B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)相連；L彈性簧片(206)的弧長為B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)的外環(huán)圓周周長的一半；C柔性轉(zhuǎn)動件(3)上設(shè)有M彈性簧片(301)、N彈性簧片(302)、O彈性簧片(303)、P彈性簧片(304)、Q彈性簧片(305)、R彈性簧片(306)、G轉(zhuǎn)動支撐(307)、H轉(zhuǎn)動支撐(308)、I轉(zhuǎn)動支撐(309)、C中間轉(zhuǎn)動支撐(310)、C環(huán)形連接塊(311)和C擋塊(312)；其中G轉(zhuǎn)動支撐(307)、H轉(zhuǎn)動支撐(308)和I轉(zhuǎn)動支撐(309)的結(jié)構(gòu)相同；M彈性簧片(301)、O彈性簧片(303)和Q彈性簧片(305)的結(jié)構(gòu)相同；N彈性簧片(302)、P彈性簧片(304)和R彈性簧片(306)的結(jié)構(gòu)相同；以彈性簧片為連接方式對C柔性轉(zhuǎn)動件(3)的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明M彈性簧片(301)的一端與C環(huán)形連接塊(311)相連，M彈性簧片(301)的另一端與G轉(zhuǎn)動支撐(307)相連；M彈性簧片(301)的弧長為G轉(zhuǎn)動支撐(307)圓周周長的一半；O彈性簧片(303)的一端與C環(huán)形連接塊(311)相連，N彈性簧片(303)的另一端與H轉(zhuǎn)動支撐(308)相連；N彈性簧片(303)的弧長為H轉(zhuǎn)動支撐(308)圓周周長的一半；Q彈性簧片(305)的一端與C環(huán)形連接塊(311)相連，Q彈性簧片(305)的另一端與I轉(zhuǎn)動支撐(309)相連；O彈性簧片(305)的弧長為I轉(zhuǎn)動支撐(309)圓周周長的一半；N彈性簧片(302)的一端與G轉(zhuǎn)動支撐(307)相連，N彈性簧片(302)的另一端與C中間轉(zhuǎn)動支撐(310)相連；N彈性簧片(302)的弧長為C中間轉(zhuǎn)動支撐(310)的外環(huán)圓周周長的一半；P彈性簧片(304)的一端與H轉(zhuǎn)動支撐(308)相連，P彈性簧片(304)的另一端與C中間轉(zhuǎn)動支撐(310)相連；P彈性簧片(304)的弧長為C中間轉(zhuǎn)動支撐(310)的外環(huán)圓周周長的一半；R彈性簧片(306)的一端與I轉(zhuǎn)動支撐(309)相連，R彈性簧片(306)的另一端與C中間轉(zhuǎn)動支撐(310)相連；R彈性簧片(306)的弧長為C中間轉(zhuǎn)動支撐(310)的外環(huán)圓周周長的一半；D柔性轉(zhuǎn)動件(4)上設(shè)有S彈性簧片(401)、T彈性簧片(402)、U彈性簧片(403)、V彈性簧片(404)、W彈性簧片(405)、X彈性簧片(406)、J轉(zhuǎn)動支撐(407)、K轉(zhuǎn)動支撐(408)、L轉(zhuǎn)動支撐(409)、D中間轉(zhuǎn)動支撐(410)、D環(huán)形連接塊(411)和D擋塊(412)；其中J轉(zhuǎn)動支撐(407)、K轉(zhuǎn)動支撐(408)和L轉(zhuǎn)動支撐(409)的結(jié)構(gòu)相同；S彈性簧片(401)、U彈性簧片(403)和W彈性簧片(405)的結(jié)構(gòu)相同；T彈性簧片(402)、V彈性簧片(404)和X彈性簧片(406)的結(jié)構(gòu)相同；以彈性簧片為連接方式對D柔性轉(zhuǎn)動件(4)的連接關(guān)系進行詳細(xì)說明S彈性簧片(401)的一端與D環(huán)形連接塊(411)相連，S彈性簧片(401)的另一端與J轉(zhuǎn)動支撐(407)相連；S彈性簧片(401)的弧長為J轉(zhuǎn)動支撐(407)圓周周長的一半；U彈性簧片(403)的一端與D環(huán)形連接塊(411)相連，U彈性簧片(403)的另一端與K轉(zhuǎn)動支撐(408)相連；U彈性簧片(403)的弧長為K轉(zhuǎn)動支撐(408)圓周周長的一半；W彈性簧片(405)的一端與D環(huán)形連接塊(411)相連，W彈性簧片(405)的另一端與L轉(zhuǎn)動支撐(409)相連；W彈性簧片(405)的弧長為L轉(zhuǎn)動支撐(409)圓周周長的一半；T彈性簧片(402)的一端與J轉(zhuǎn)動支撐(407)相連，T彈性簧片(402)的另一端與D中間轉(zhuǎn)動支撐(410)相連；T彈性簧片(402)的弧長為D中間轉(zhuǎn)動支撐(410)的外環(huán)圓周周長的一半；V彈性簧片(404)的一端與K轉(zhuǎn)動支撐(408)相連，V彈性簧片(404)的另一端與D中間轉(zhuǎn)動支撐(410)相連；V彈性簧片(404)的弧長為D中間轉(zhuǎn)動支撐(410)的外環(huán)圓周周長的一半；X彈性簧片(406)的一端與L轉(zhuǎn)動支撐(409)相連，X彈性簧片(406)的另一端與D中間轉(zhuǎn)動支撐(410)相連；X彈性簧片(406)的弧長為D中間轉(zhuǎn)動支撐(410)的外環(huán)圓周周長的一半；雙端輸出軸電機(5)的A輸出軸(51)定義為順時針方向運動；雙端輸出軸電機(5)的B輸出軸(52)定義為逆時針方向運動；雙端輸出軸電機(5)的A輸出軸(51)連接在A聯(lián)軸器(6)的C通孔(63)內(nèi)，且通過鍵(64)卡緊在A輸出軸(51)上的鍵槽；雙端輸出軸電機(5)的B輸出軸(52)連接在B聯(lián)軸器(7)的D通孔(73)內(nèi)，且通過鍵(74)卡緊在B輸出軸(52)上的鍵槽；A聯(lián)軸器(6)的兩端設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的A定位滑槽(61)和B定位滑槽(62)，A定位滑槽(61)用于安裝B柔性轉(zhuǎn)動件(2)，B定位滑槽(62)用于安裝A柔性轉(zhuǎn)動件(1)；A柔性轉(zhuǎn)動件(1)上的A擋塊(112)運行在B定位滑槽(62)內(nèi)，且通過B定位滑槽(62)上設(shè)有的C限位面板(621)與D限位面板(622)作為A柔性轉(zhuǎn)動件(1)的行程距離；B柔性轉(zhuǎn)動件(2)上的B擋塊(212)運行在A定位滑槽(61)內(nèi)，且通過A定位滑槽(61)上設(shè)有的A限位面板(611)與B限位面板作為B柔性轉(zhuǎn)動件(2)的行程距離；B聯(lián)軸器(7)的兩端設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的C定位滑槽(71)和D定位滑槽(72)，C定位滑槽(71)用于安裝D柔性轉(zhuǎn)動件(4)，D定位滑槽(72)用于安裝C柔性轉(zhuǎn)動件(3)；C柔性轉(zhuǎn)動件(3)上的C擋塊(312)運行在D定位滑槽(72)內(nèi)，且通過D定位滑槽(72)上設(shè)有的G限位面板(721)與H限位面板(722)作為C柔性轉(zhuǎn)動件(3)的行程距離；D柔性轉(zhuǎn)動件(4)上的D擋塊(412)運行在C定位滑槽(71)內(nèi)，且通過C定位滑槽(71)上設(shè)有的E限位面板(711)與F限位面板作為D柔性轉(zhuǎn)動件(4)的行程距離；封裝套筒(8)內(nèi)安裝四個柔性轉(zhuǎn)動件、兩個聯(lián)軸器和一個電機后，并在兩端安裝上A端蓋9和B端蓋10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，其特征在于在初 始安裝時，A柔性轉(zhuǎn)動件(1)的A擋塊(112)與A聯(lián)軸器(6)的B定位滑槽(62)的C限位 面板(621)接觸；B柔性轉(zhuǎn)動件(2)的B擋塊(212)與A聯(lián)軸器(6)的A定位滑槽(61)的A限位面板 (611)接觸；C柔性轉(zhuǎn)動件(3)的C擋塊(312)與B聯(lián)軸器(7)的D定位滑槽(72)的G限位面板 (721)接觸；D柔性轉(zhuǎn)動件⑷的D擋塊(412)與B聯(lián)軸器(7)的C定位滑槽(71)的E限位面板 (711)接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，其特征在于在雙 端輸出軸電機(5)的驅(qū)動下，四個柔性轉(zhuǎn)動件在兩個聯(lián)軸器上的滑動，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)節(jié)較大 角度的轉(zhuǎn)動，并在4個柔性轉(zhuǎn)動件中彈性簧片所儲存勢能的作用下，實現(xiàn)初始狀態(tài)位姿回Μ. ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，其特征在于當(dāng)雙 端輸出軸電機(5)為逆時針方向轉(zhuǎn)動時，套接在A聯(lián)軸器(6)的B定位滑槽(62)上的A柔 性轉(zhuǎn)動件(1)與套接在B聯(lián)軸器(7)的C定位滑槽(71)上的D柔性轉(zhuǎn)動件(4)也同時沿 逆時針方向轉(zhuǎn)動；A柔性轉(zhuǎn)動件⑴和D柔性轉(zhuǎn)動件(4)組成一組柔性單元；該柔性單元的 動作過程如下在雙端輸出軸電機(5)的驅(qū)動下，A柔性轉(zhuǎn)動件(1)上的A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)轉(zhuǎn)動， 由于A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)轉(zhuǎn)動使得B彈性簧片(102)、D彈性簧片(104)和F彈性簧片 (106)在轉(zhuǎn)動過程中逐步脫離A轉(zhuǎn)動支撐(107)、B轉(zhuǎn)動支撐(108)和C轉(zhuǎn)動支撐(109)，并 與A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)的外緣靠近；而A彈性簧片(101)、B彈性簧片(103)、C彈性簧片 (105)將在A中間轉(zhuǎn)動支撐(110)轉(zhuǎn)動下，靠近A環(huán)形連接塊(111)的內(nèi)緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，其特征在于當(dāng)雙 端輸出軸電機(5)為順時針方向轉(zhuǎn)動時，套接在A聯(lián)軸器(6)的A定位滑槽(61)上的B柔 性轉(zhuǎn)動件(2)與套接在B聯(lián)軸器(7)的D定位滑槽(72)上的C柔性轉(zhuǎn)動件(3)也同時沿 順時針方向轉(zhuǎn)動；B柔性轉(zhuǎn)動件(2)和C柔性轉(zhuǎn)動件(3)組成另一組柔性單元；該柔性單元 的動作過程如下在雙端輸出軸電機(5)的驅(qū)動下，B柔性轉(zhuǎn)動件(2)上的B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)轉(zhuǎn)動， 由于B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)轉(zhuǎn)動使得H彈性簧片(202)、J彈性簧片(204)和L彈性簧片 (206)在轉(zhuǎn)動過程中逐步脫離D轉(zhuǎn)動支撐(207)、E轉(zhuǎn)動支撐(208)和F轉(zhuǎn)動支撐(209)，并 與B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)的外緣靠近；而G彈性簧片(201)、I彈性簧片(203)、K彈性簧片 (205)將在B中間轉(zhuǎn)動支撐(210)轉(zhuǎn)動下，靠近B環(huán)形連接塊(211)的內(nèi)緣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嵌入驅(qū)動器式的主動控制柔性仿生關(guān)節(jié)，該仿生關(guān)節(jié)中的雙端輸出軸電機(5)的一端與A聯(lián)軸器(6)連接，A聯(lián)軸器(6)通過設(shè)有的兩個定位滑槽與柔性轉(zhuǎn)動件(1、2)連接；雙端輸出軸電機(5)的另一端與B聯(lián)軸器(7)連接，B聯(lián)軸器(7)通過設(shè)有的兩個定位滑槽與柔性轉(zhuǎn)動件(3、4)連接；然后在外部套上封裝套筒(8)，并在封裝套筒(8)的兩端安裝上端蓋(9、10)。本發(fā)明在雙端輸出電機轉(zhuǎn)動一個角度下，將動力輸出至各自的柔性轉(zhuǎn)動件，從而使柔性轉(zhuǎn)動件在轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)動一個角度，在仿生關(guān)節(jié)回擺的半個周期內(nèi)，電機不工作，而通過柔性轉(zhuǎn)動件所存在的彈性勢能恢復(fù)運動的初始狀態(tài)。本發(fā)明中的柔性轉(zhuǎn)動件為單向運動，通過聯(lián)軸器實現(xiàn)了順、逆時針的兩個方向轉(zhuǎn)動的互不干涉。
文檔編號B25J17/00GK101890725SQ201010219500
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者喬濤, 周曉東, 畢樹生, 趙宏哲 申請人:北京航空航天大學(xué)