一种带系杆的可调恒力机构制造技术

本发明专利技术提供了一种带系杆的可调恒力机构，包括：第一杆件、第二杆件、第三杆件、第一平面和第二平面；其中，第一杆件与第二杆件之间通过第一连接件连接，第二杆件与第三杆件之间通过第二连接件连接，第一杆件与第一平面之间通过第三连接件连接，第三杆件与第二平面之间通过第四连接件滑动连接；第一杆件与第二杆件或第三杆件之间设置有系杆。其中，本发明专利技术的有益效果是：通过调节系杆的位置及刚度来调节整个机构的刚度，进而达到调节整个机构输出力的效果。调节方法简单，恒力调节范围大，有效位移大，可大幅提升机构紧凑性，便于应用于各机械系统，特别是空间极为有限或机构尺寸/重量有严格限制的系统。严格限制的系统。严格限制的系统。

【技术实现步骤摘要】
一种带系杆的可调恒力机构


[0001]本专利技术涉及恒力控制
，特别涉及一种带系杆的可调恒力机构。

技术介绍

[0002]恒力机构在一定位移范围内能输出几乎恒定的力，对机械夹持、机器人末端执行机构等应用领域非常重要。目前恒力机构的实现方式主要有两种：一种是基于反馈系统的主动恒力系统，第二种是弹簧钢卷成的恒扭弹簧或基于凸轮的恒力机构。主动恒力系统需要复杂的力反馈系统，成本高昂。弹簧钢卷成的恒扭弹簧恒力不可调节。基于凸轮的恒力机构设计及制造复杂，且具有摩擦磨损等问题。
[0003]经过对现有技术的检索发现，专利号为201610003886.4的中国专利公开了一种可调节恒力机构，采用力的组合实现恒力可调节。组合力包括线性弹簧产生的正刚度弹力与凸轮机构产生的负刚度力，其中线性弹簧的力
‑
位移特性曲线的斜率与凸轮机构的力
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位移特性曲线斜率的绝对值相等，两者组合后使得最终输出的力为恒力；当改变线性弹簧的预压长度时，线性弹簧的力
‑
位移特性曲线就会向上下平移，而力
‑
位移特性曲线的斜率不会改变，最终与凸轮机构产生的力组合后输出的恒力就会改变。该装置的凸轮机构加工完成后，需要与指定刚度的线性弹簧匹配使用，因此凸轮轮廓复杂且需要较高的加工精度，且凸轮和两个水平移动组件之间存在摩擦磨损，精度和使用寿命较低。
[0004]此外，现有恒力机构的恒力输出是通过稳态跳转的方式实现的，机构的位移范围通常与系统本身尺寸相关，即系统的位移范围受限于主体结构的尺寸。目前已有的恒力机构的有效位移范围均不超过系统本身尺寸的10％
‑
15％，系统紧凑性不足(系统位移范围与系统尺寸相比较小)。在位移需求较高的应用中，这些结构的尺寸也要相应增大，相应地增加系统的重量以及成本。对于空间极为有限(比如微机电系统)或者对结构尺寸/重量有较高要求(比如航空航天或机器人的设计)的应用场景来说，这个限制对恒力机构的设计和应用均提出了极大的挑战。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术中披露了一种带系杆的可调恒力机构，本专利技术的技术方案是这样实施的：
[0006]一种带系杆的可调恒力机构，包括：第一杆件、第二杆件、第三杆件、第一平面和第二平面；
[0007]其中，所述第一杆件与所述第二杆件之间通过第一连接件连接，
[0008]所述第二杆件与第三杆件之间通过第二连接件连接，所述第一杆件与所述第一平面之间通过第三连接件连接，所述第三杆件与所述第二平面之间通过第四连接件滑动连接；
[0009]所述第一杆件与所述第二杆件或所述第三杆件之间设置有系杆。
[0010]优选地，所述第一杆件、所述第二杆件、所述第三杆件和所述系杆为柔性杆件。
[0011]优选地，所述系杆的数量为2或2个以上。
[0012]优选地，所述第四连接件为滚轮。
[0013]优选地，当所述系杆设置于所述第一杆件与所述第三杆件时，所述系杆可沿所述第一杆件和所述第三杆件上下移动。
[0014]优选地，当所述系杆设置于所述第一杆件与所述第二杆件时，所述系杆的两端可相对于所述第一杆件或所述第二杆件滑动。
[0015]一种带系杆的可调恒力机构，包括：第一杆件、第二杆件、第三杆件、系杆、第一平面、第二平面和第三平面；
[0016]其中，所述第一杆件与所述第二杆件之间通过第一连接件连接，
[0017]所述第二杆件与第三杆件之间通过第二连接件连接，所述第一杆件与所述第一平面之间通过第三连接件连接，所述第三杆件与所述第二平面之间通过第四连接件滑动连接；
[0018]所述第三平面平行于所述第一杆件，所述系杆一端连接于所述第三平面上，另一端连接于所述第一杆件，所述系杆可沿第一系杆及第三平面上下移动。
[0019]一种带系杆的可调恒力机构，包括：第一杆件、第二杆件、第三杆件、第三平面和第二平面；
[0020]其中，所述第一杆件与所述第二杆件之间通过第一连接件连接，
[0021]所述第二杆件与第三杆件之间通过第二连接件连接，所述第三杆件与所述第二平面之间通过第四连接件滑动连接；
[0022]所述第一杆件与所述第三平面之间设置有系杆，
[0023]所述第一杆件与所述系杆通过第三连接件连接；所述第三连接件可沿所述第一杆件上下移动。
[0024]本专利技术的技术效果如下：
[0025]本专利技术通过调节系杆的位置及刚度来调节整个机构的刚度，进而达到调节整个机构输出力的效果。由于机构的刚度对这些参数的改变非常敏感，故机构的刚度变化范围很大，进而机构的输出力变化范围很大。此外，可根据实际需要，设计第三杆件与第二平面之间的滑动距离，这个滑动距离理论上可与整个机构在这个方向上的尺寸相当。对整个机构进行合理设计后，可获得恒力机构，对系杆的位置及刚度进行调节，就可获得可调的恒力机构。和现有的可调恒力机构比较起来，采用本专利技术方法获得的可调恒力机构具有调节简单，恒力调节范围大，有效位移大等优势。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0028]图1为实施例1的结构示意图；
[0029]图2为机构的受力变形曲线示意图；
[0030]图3为机构另一种受力变形曲线示意图；
[0031]图4为调节系杆时机构的受力变形曲线示意图；
[0032]图5为实施例2的结构示意图；
[0033]图6为实施例3的结构示意图；
[0034]图7为实施例4的结构示意图。
[0035]在上述附图中，各图号标记分别表示：
[0036]1，第一杆件；
[0037]2，第二杆件；
[0038]3，第三杆件；
[0039]4，第一连接件；
[0040]5，第二连接件；
[0041]6，第三连接件；
[0042]7，第四连接件；
[0043]100，第一平面；
[0044]200，第二平面；
[0045]300，第三平面；
[0046]1000，第四连接件的初始位置；
[0047]1000
’
，第四连接件的第一位置；
[0048]1000”，第四连接件可滑动的第二位置。
[0049]1000
”’
，第四连接件可滑动的第三位置。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带系杆的可调恒力机构，其特征在于，包括：第一杆件、第二杆件、第三杆件、第一平面和第二平面；其中，所述第一杆件与所述第二杆件之间通过第一连接件连接，所述第二杆件与第三杆件之间通过第二连接件连接，所述第一杆件与所述第一平面之间通过第三连接件连接，所述第三杆件与所述第二平面之间通过第四连接件滑动连接；所述第一杆件与所述第二杆件或所述第三杆件之间设置有系杆。2.根据权利要求1所述的一种带系杆的可调恒力机构，其特征在于，所述第一杆件、所述第二杆件、所述第三杆件和所述系杆为柔性杆件。3.根据权利要求2所述的一种带系杆的可调恒力机构，其特征在于，所述系杆的数量为2或2个以上。4.根据权利要求3所述的一种带系杆的可调恒力机构，其特征在于，所述第四连接件为滚轮。5.根据权利要求4所述的一种带系杆的可调恒力机构，其特征在于，当所述系杆设置于所述第一杆件与所述第三杆件时，所述系杆可沿所述第一杆件和所述第三杆件上下移动。6.根据权利要求4所述的一种带系杆的可调恒力机构，其特征在于，当所述系杆设置于所述第一杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：康利平，
申请(专利权)人：上海足适智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：