一种基于张拉整体结构的多自由度可变刚度机器人关节及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种基于张拉整体结构的多自由度可变刚度机器人关节及其工作方法，包括动平台、静平台、节点、拉索A、拉索B、驱动部件和刚度调节部件；节点通过三根刚性杆件与动平台底部固定连接，刚度调节部件设置在静平台上表面的中心，三个驱动部件均布设置在静平台上表面的同一圆周上；三条拉索A的顶端与动平台固定连接，末端分别连接三个驱动部件，驱动部件调节拉索A的长度；三条拉索B的顶端与节点固定连接，末端分别绕过三组惰轮A、惰轮B分别与刚度调节部件连接，刚度调节部件调节拉索B的长度。本发明专利技术机器人关节灵活性高，柔顺性好，驱动效率高，相较于现有的张拉整体结构关节，增大了关节的运动范围，提高了关节的响应速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于张拉整体结构的多自由度可变刚度机器人关节及其工作方法
本专利技术涉及一种基于张拉整体结构的多自由度可变刚度机器人关节及其工作方法，属于机器人

技术介绍
传统的机器人并联关节具有结构刚度大、运动精度高、承载能力强等优点，在工业领域得到广泛应用。在越来越多的应用场景中，需要机器人与人、环境进行直接交互，但是并联关节采用的刚性结构带来惯性力大、柔顺性差、安全性低等缺点，即使通过适当的控制方法使关节表现出主动柔顺也仍然存在很大的局限。软体结构虽然具有良好的柔顺性和适应性，但是受制于驱动器和材料特性，存在运动形式单一、移动速度慢、承载能力弱等缺点。单纯地采用刚体结构或软体结构均不能兼顾机器人的柔顺性、灵活性、适应性、安全性、承载能力、移动速度等多个性能指标，无法达到预期的效果。美国著名建筑师Fuller受到大自然万有引力现象的启发，提出了“张拉整体”的概念，认为宇宙的运行是按照张拉整体原理进行的，基于这个思想将张拉整体结构定义为由一组不连续的刚性受压构件与一组连续的柔性受拉构件组成的自支承、自应力的空间网格结构。张拉整体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于张拉整体结构的多自由度可变刚度机器人关节，其特征在于，包括动平台、静平台、节点、拉索A、拉索B、驱动部件和刚度调节部件；/n节点通过三根刚性杆件与动平台底部固定连接，刚度调节部件设置在静平台上表面的中心，三个驱动部件均布设置在静平台上表面的同一圆周上；/n三条拉索A的顶端与动平台固定连接，三条拉索A的末端分别连接三个驱动部件，通过驱动部件调节拉索A的长度；三条拉索B的顶端与节点固定连接，三条拉索B的末端分别绕过三组惰轮A、惰轮B与刚度调节部件连接，通过刚度调节部件调节拉索B的长度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于张拉整体结构的多自由度可变刚度机器人关节，其特征在于，包括动平台、静平台、节点、拉索A、拉索B、驱动部件和刚度调节部件；
节点通过三根刚性杆件与动平台底部固定连接，刚度调节部件设置在静平台上表面的中心，三个驱动部件均布设置在静平台上表面的同一圆周上；
三条拉索A的顶端与动平台固定连接，三条拉索A的末端分别连接三个驱动部件，通过驱动部件调节拉索A的长度；三条拉索B的顶端与节点固定连接，三条拉索B的末端分别绕过三组惰轮A、惰轮B与刚度调节部件连接，通过刚度调节部件调节拉索B的长度。


2.如权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述三组惰轮A、惰轮B均布设置在静平台上表面的同一圆周上，惰轮A通过角座A安装在静平台上，惰轮B通过角座B安装在静平台上。


3.如权利要求1或2所述的机器人关节，其特征在于，所述惰轮A位于惰轮B的正上方。


4.如权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述刚度调节部件包括直流电机B、电机固定座和滑轮B，直流电机B通过电机固定座安装在静平台上，直流电机B的输出轴连接滑轮B。


5.如权利要求4所述的机器人关节，其特征在于，所述拉索B的末端通过锁紧器B、紧固螺钉B连接在滑轮B上。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘义祥，柴汇，周乐来，宋锐，李贻斌，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37