一种变弹簧圈数的变刚度执行器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变弹簧圈数的变刚度执行器。本实用新型专利技术的一种变弹簧圈数的变刚度执行器包括外壳、主动模块、被动模块；主动模块包括固定结构、弹簧、动力组件；弹簧的一端与外壳底部连接，另一端与固定结构连接；固定结构设于弹簧上方，与外壳的内侧面固定连接；动力组件的上半部分与固定结构活动连接；被动模块包括变弹簧圈数组件、弹力传导组件；变弹簧圈数组件与弹簧活动连接、与动力组件的下半部分连接；弹力传导组件的上半部分与变弹簧圈数组件连接，下半部分设于外壳底部的外侧、与外壳活动连接。本实用新型专利技术的有益效果在于结构简单紧凑、体积小、重量轻、无需外部辅助设备、成本低、无极调节的效果。无极调节的效果。无极调节的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种变弹簧圈数的变刚度执行器


[0001]本技术属于机械臂末端执行机构的
，具体涉及一种变弹簧圈数的变刚度执行器。

技术介绍

[0002]目前，用机械臂替代人工进行打磨、抛光是自动化生产线上常见的技术。对于打磨、抛光等需要机械臂与环境交互的过程，现有机械臂的刚性末端往往无法表现出类似人类手臂的柔性，无法达到与人工打磨同样的加工效果。而在能实现类似人类手臂柔性的机械臂末端执行器中，现有的柔性执行器不仅在生产场景中使用率低，且由于其要么刚度难以调控，要么需要大量的辅助设备，比如气动柔性执行器需要输入气体的压缩设备，且气动柔性执行器在动作时存在气体状态变化引起的控制精度问题，无法满足工业生产中不同加工要求的场景，无法实现低成本生产。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本技术提供一种变弹簧圈数的变刚度执行器，通过改变所压缩的弹簧的长度来改变执行器的整体刚度。
[0004]为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]一种变弹簧圈数的变刚度执行器，包括外壳、主动模块、被动模块，所述主动模块与所述被动模块相互连接；
[0006]主动模块包括固定结构、弹簧、动力组件；
[0007]所述弹簧的一端与外壳底部连接，另一端与固定结构连接；
[0008]所述固定结构设于弹簧上方，与外壳的内侧面固定连接；
[0009]所述动力组件的上半部分与固定结构活动连接；
[0010]被动模块包括变弹簧圈数组件、弹力传导组件；
[0011]所述变弹簧圈数组件与弹簧活动连接、与动力组件的下半部分连接；变弹簧圈数组件用于在动力组件驱动下，调节变弹簧圈数组件与弹簧的连接处到固定结构这段距离上弹簧的圈数；
[0012]所述弹力传导组件的上半部分与变弹簧圈数组件连接，下半部分设于外壳底部的外侧、与外壳活动连接。
[0013]优选地，动力组件包括花键轴、滚珠花键滑块；
[0014]所述花键轴的上半部分与固定结构活动连接，下半部分与滚珠花键滑块活动连接；
[0015]所述滚珠花键滑块与变弹簧圈数组件连接。
[0016]进一步地，动力组件还包括电机、联轴器；
[0017]所述联轴器的下端与花键轴的上半部分连接，上端与电机连接；
[0018]所述电机用于提供动力组件的转向动力。
[0019]更进一步地，固定结构包括固定基板、电机架；
[0020]所述固定基板与外壳固定连接，固定基板的中央位置与花键轴活动连接；
[0021]电机架与固定基板的中央位置连接，设于固定基板上方，用于安装电机；
[0022]联轴器设于电机架与固定基板之间。
[0023]优选地，变弹簧圈数组件包括连接座、弹簧支持架；
[0024]所述连接座嵌套于动力组件下半部分的外侧，用于跟随动力组件进行活动；
[0025]所述弹簧支持架与连接座外侧连接、与弹簧的中部活动连接。
[0026]进一步地，弹簧支持架设有弹簧夹持块；
[0027]所述弹簧夹持块与弹簧的中部连接，用于沿弹簧的中部进行周向和/或竖向的移动。
[0028]进一步地，弹簧支持架设有多个；多个弹簧支持架在连接座的外侧上均设置为不等高。
[0029]再进一步地，连接座设有四个侧面，弹簧支持架设有四个；
[0030]四个弹簧支持架分别设在接座的四个侧面，且四个弹簧支持架的高度依次下降。
[0031]进一步地，弹力传导组件包括传力轴；
[0032]所述传力轴的上半部分与连接座连接，下半部分设于外壳底部的外侧、与外壳活动连接。
[0033]优选地，变弹簧圈数组件的连接座嵌套于动力组件的滚珠花键滑块的外侧。
[0034]本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0035]本技术结构简单紧凑、体积小、重量轻、无需外部辅助设备，大规模投入生产的成本低，且便于后续的设备维护。本技术利用改变弹簧参与弹力传递的有效圈数的方式来调整弹簧刚度的功能，可以进行无极调节，具有一维的浮动与变刚度效果，调节精度基本不受外部变化因素的干扰，通过具体的规格参数设计可使机械臂满足多种生产场景的需求。
附图说明
[0036]图1为本技术其中一种变弹簧圈数的变刚度执行器的剖视图；
[0037]图2为图1中变刚度主体部分的结构示意图；
[0038]图3为主动模块的结构示意图；
[0039]图4为主动模块的轴测剖视图；
[0040]图5为被动模块的结构示意图；
[0041]图6为被动模块的轴测剖视图；
[0042]图7为弹簧支持架的结构示意图；
[0043]图8为弹簧支持架的轴测剖视图；
[0044]图中：1
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上盖，2
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上壳，3
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伸缩套，4
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下壳，5
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变刚度主体，6
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电机，7
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电机架，8
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联轴器，9
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花键轴，10
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固定基板，11
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矩形弹簧，12
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滚珠花键滑块，13
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滑块连接座，14
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传力轴，15
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弹簧支持架，16
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传力旋转座，17
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推力球轴承，18
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阶梯轴，19
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黄铜石墨轴套，20
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角接触球轴承，21
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支持架旋转轴，22
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支持架旋转轴轴套，23
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支持架夹持块，24
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弹簧夹持块底座，25
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弹簧下夹持块，26
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弹簧上夹持块，27
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支持架旋转轴端盖。
具体实施方式
[0045]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0046]实施例
[0047]如图1至图8所示，本实施例提供的一种变弹簧圈数的变刚度执行器，包括外壳、主动模块、被动模块，主动模块、被动模块为执行器的变刚度主体5。外壳由上盖1、上壳2、伸缩套3、下壳4组成。主动模块由固定结构、弹簧、动力组件组成，其中，固定结构包括电机架7、固定基板10，弹簧为矩形弹簧11，动力组件包括电机6、联轴器8、花键轴9、滚珠花键滑块12、黄铜石墨轴套19。被动模块由变弹簧圈数组件、弹力传导组件组成，其中，变弹簧圈数组件包括滑块连接座13、弹簧支持架15，弹簧支持架15包括支持架旋转轴21、支持架旋转轴轴套22、支持架夹持块23、弹簧夹持块底座24、弹簧下夹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变弹簧圈数的变刚度执行器，其特征在于，包括外壳、主动模块、被动模块，所述主动模块与所述被动模块相互连接；主动模块包括固定结构、弹簧、动力组件；所述弹簧的一端与外壳底部连接，另一端与固定结构连接；所述固定结构设于弹簧上方，与外壳的内侧面固定连接；所述动力组件的上半部分与固定结构活动连接；被动模块包括变弹簧圈数组件、弹力传导组件；所述变弹簧圈数组件与弹簧活动连接、与动力组件的下半部分连接；变弹簧圈数组件用于在动力组件驱动下，调节变弹簧圈数组件与弹簧的连接处到固定结构这段距离上弹簧的圈数；所述弹力传导组件的上半部分与变弹簧圈数组件连接，下半部分设于外壳底部的外侧、与外壳活动连接。2.根据权利要求1所述变弹簧圈数的变刚度执行器，其特征在于，动力组件包括花键轴、滚珠花键滑块；所述花键轴的上半部分与固定结构活动连接，下半部分与滚珠花键滑块活动连接；所述滚珠花键滑块与变弹簧圈数组件连接。3.根据权利要求2所述变弹簧圈数的变刚度执行器，其特征在于，动力组件还包括电机、联轴器；所述联轴器的下端与花键轴的上半部分连接，上端与电机连接；所述电机用于提供动力组件的转向动力。4.根据权利要求3所述变弹簧圈数的变刚度执行器，其特征在于，固定结构包括固定基板、电机架；所述固定基板与外壳固定连接，固定基板的中央位置与花键轴活动连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辰光，李万琦，黄浩晖，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：