本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種連續(xù)彈性剛度調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
：懸臂件在橫向集中力的作用下會(huì)發(fā)生彎曲變形，進(jìn)而產(chǎn)生撓度。撓曲剛度由懸臂件的楊氏彈性模量、截面慣性矩以及力臂大小等決定。對(duì)于一個(gè)給定的懸臂件，楊氏彈性模量以及截面慣性矩是一定的，懸臂件的力臂越大，懸臂件的撓曲剛度越?。环粗?，懸臂件的力臂越小，懸臂件的撓曲剛度越大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)較多采用液壓伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其對(duì)活塞腔的密封性要求很高等限制，提出一種連續(xù)彈性剛度調(diào)節(jié)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，操作方便，精度高，可以適用于微型步進(jìn)電機(jī)，易于實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)微型化。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明包括：開口圓環(huán)、中心軸和連接件，其中：開口圓環(huán)的一端通過連桿與中心軸的一端相連，中心軸的另一端設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，連接件套設(shè)于開口圓環(huán)。所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：蝸輪和連有電機(jī)的蝸桿，其中：蝸輪固定于中心軸端部，蝸桿與蝸輪相嚙合以驅(qū)動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)。所述的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。所述的中心軸外壁沿軸向設(shè)有矩形凸臺(tái)。所述的連桿與矩形凸臺(tái)相連。所述的開口圓環(huán)的徑向截面為矩形，其截面面積優(yōu)選為由開口一端到開口另一端逐漸增大，開口圓環(huán)的開口處的徑向截面最大的一端通過連桿與中心軸的一端相連，從而實(shí)現(xiàn)更大的開口圓環(huán)的撓曲剛度的調(diào)節(jié)范圍。所述的矩形的長(zhǎng)寬比根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中需要的撓曲剛度的區(qū)間的不同，可有不同的長(zhǎng)寬比，優(yōu)選為1～1.6。所述的連桿的橫截面為矩形。所述的開口圓環(huán)的徑向截面為圓形。所述的連接件包括：Y型頭和滾輪，其中：滾輪設(shè)置于Y型頭的Y型開口處。技術(shù)效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的中心軸只承受支座的壓力，沒有彎矩，易于保持所需剛度；裝置的剛度易于調(diào)節(jié)，能夠在承受外力的情況下自由調(diào)節(jié)剛度；整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電機(jī)的輸入功率小，操作方便，精度高。附圖說明圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明俯視圖；圖3為Y型頭和滾輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為剛度測(cè)試結(jié)果圖；圖中：1開口圓環(huán)、2中心軸、3蝸輪、4蝸桿、5Y型頭、6滾輪、7步進(jìn)電機(jī)、8連桿。具體實(shí)施方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1如圖1～2所示，本實(shí)施例包括：開口圓環(huán)1、中心軸2和連接件，其中：開口圓環(huán)1的徑向截面面積由開口一端到開口另一端逐漸增大，開口圓環(huán)1的開口處的徑向截面最大的一端通過連桿8與中心軸2一端相連，中心軸2的另一端設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，連接件套設(shè)于開口圓環(huán)1上。所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：蝸輪3和連有電機(jī)的蝸桿4，其中：蝸輪3固定于中心軸2一端，蝸桿4與蝸輪3相嚙合以驅(qū)動(dòng)蝸輪3旋轉(zhuǎn)。該電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)7，以帶動(dòng)蝸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為整個(gè)裝置提供動(dòng)力。所述的中心軸2的外壁沿軸向設(shè)有矩形凸臺(tái)。連桿8與中心軸2下端的矩形凸臺(tái)平面相連。而蝸輪3套設(shè)于中心軸2的上端，通過凸臺(tái)來實(shí)現(xiàn)蝸輪3和中心軸2的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)施例中所述的開口圓環(huán)1的徑向截面為矩形，其長(zhǎng)寬比為1～1.6。連桿8的橫截面也為矩形。開口圓環(huán)1的徑向截面還可以為圓形。如圖3所示，所述的連接件包括：Y型頭5和滾輪6，其中：Y型頭5的兩側(cè)分叉分別與滾輪6兩端相連，即設(shè)置于Y型開口處，從而使得連接件沿著開口圓環(huán)1滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)剛度的可調(diào)節(jié)。使用時(shí)，Y型頭5受到外部拉力，該拉力沿著開口圓環(huán)1的徑向方向。步進(jìn)電機(jī)7帶動(dòng)開口圓環(huán)1轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得Y型頭5處的開口圓環(huán)1的徑向截面面積不同，實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置剛度的改變。如圖4所示，開口圓環(huán)1的八個(gè)測(cè)量位置P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7和P8分別為與連桿8夾角為22.5°、67.5°、112.5°、157.5°、202.5°、247.5°、292.5°和337.5°處。實(shí)驗(yàn)中的開口圓環(huán)1直徑為40mm，其徑向截面最小處尺寸為2×2mm而后逐漸變大，連桿8的橫截面尺寸為2×3mm。由圖可知，Y型頭5處于各個(gè)位置處的拉力—變形曲線總體呈直線，說明Y型頭5處于各個(gè)位置處開口圓環(huán)1的剛度一定，隨著Y型頭5從P1位置逐漸滾動(dòng)到P8，裝置的剛度逐漸變大，并且越接近P8位置剛度變化越大。剛度測(cè)試結(jié)果的平均值見表1，剛度單位N/mm。表1剛度測(cè)試結(jié)果的平均值位置P1P2P3P4P5P6P7P8剛度0.30.350.480.610.750.921.8117.09與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的開口圓環(huán)通過Y型頭承受拉力時(shí)，與開口圓環(huán)相連的中心軸只承受其支座的壓力，不受彎矩，避免了采用額外的能量或裝置來抵抗彎矩，易于保持設(shè)置的剛度。不受外力的情況下調(diào)節(jié)裝置的剛度時(shí)，中心軸不受任何支座反力或彎矩，步進(jìn)電機(jī)只需要很小的能量帶動(dòng)蝸輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，易于對(duì)剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果需要在承受外力的作用下對(duì)剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)，此時(shí)中心軸也主要承受支座壓力，滾輪與開口圓環(huán)之間的橫向摩擦?xí)鹬ё幍膹澗?，本發(fā)明采用滾動(dòng)連接最大程度減小滾輪與開口圓環(huán)之間的摩擦，因此在開口圓環(huán)承受外力情況下開口圓環(huán)中心軸承受的彎矩值也很有限，即使在承受外力的情況下調(diào)節(jié)剛度，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的輸出功率的需求也是有限的。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)蝸輪的方式來調(diào)節(jié)開口圓環(huán)的輸出剛度，操作方便，精度高，并且對(duì)步進(jìn)電機(jī)的輸出功率要求很小，可以選用微型步進(jìn)電機(jī)，易于實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)微型化。當(dāng)前第1頁1 2 3