【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人驱动设备应用，尤其是可穿戴式外骨骼机器人领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的变刚度单元及外骨骼关节。
技术介绍
1、可穿戴外骨骼机器人的驱动关节是机器人产生运动和控制的关键部件，影响着机器人的整体性能。当前关节的驱动方式主要是直流伺服电机驱动，尚存在环境适应性、运动灵活性、安全性等使用性能不足，影响着外骨骼机器人的功能效用与使用体验，制约着外骨骼机器人的应用与发展。变刚度机器人驱动关节因其具有能量存储、抗冲击、安全人机交互等特点，可提升可穿戴外骨骼机器人在人机共融环境中的使用安全性、动态适应性、运动灵活性。目前，主流的变刚度单元往往是纯机械结构，例如公开号为cn106737586a中公开的基于可变支点的对称式变刚度柔性驱动器，这些纯机械师变刚度驱动结构大多是“定刚度弹簧+可调节力臂”实现变刚度单元的刚度变化，该方式一方面存在结构复杂、体积大、重量大的问题，一方面无法避免的具有刚度调节不连续的缺点。因此，有必要研发一种能解决上述问题的变刚度单元，以简化可穿戴外骨骼机器人驱动关节的结构。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是：提供提供一种基于形状记忆合金的变刚度单元，以解决现有的可穿戴外骨骼机器人驱动关节存在结构复杂、刚度变化不连续的问题。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于形状记忆合金的变刚度单元，至少包括扭矩传递结构和温度控制组件；所述扭矩传递结构包括输入轴、输出部件和形状记忆弹簧；所述形状记忆
4、进一步，所述输入轴固定设置有杠杆臂，所述输出部件固定设置有固定件；所述形状记忆弹簧连接于杠杆臂与固定件之间；
5、进一步，所述输出部件固定有顶盖以及与顶盖相互连接后形成密封空间的底盖，所述形状记忆弹簧和温度控制组件位于该密封空间内；
6、进一步，所述温度控制组件包括分别设置于形状记忆弹簧两侧的半导体制冷片和环形陶瓷加热片；
7、进一步，所述杠杆臂和固定件均对称设有两个，且杠杆臂和固定件沿周向错开；所述形状记忆弹簧设有两对并分别安装于杠杆臂和固定件之间形成的四个空槽中；
8、进一步，所述底盖端面中心处设有使输入轴穿过的通孔，所述通孔处设有轴承和密封件且密封件置于最外侧用于隔绝外界环境对内部温度场的影响。
9、本专利技术还公开了一种外骨骼关节，该外骨骼关节处设有所述的基于形状记忆合金的变刚度单元进行传动。
10、本专利技术的有益效果为：
11、1.本专利技术的基于形状记忆合金的变刚度单元结构简洁、体积小巧、方便布置，可以为需要变刚度特性的机器人设计和外骨骼设计以及驱动方案提供新的变刚度驱动方案；
12、2.本专利技术弥补了现有变刚度单元结构复杂以及刚度变化不连续的缺陷，以满足变刚度驱动器的实际需求，同时也促进了对新材料形状记忆合金的创新使用；
13、3.本专利技术解决了变刚度单元的重量轻、体积小和结构简单的实际问题，在不改变原有驱动器设计的前提下，可很好适配已有刚性驱动器，使之成为变刚度驱动器。
14、附图说明
15、图1是本专利技术的基于形状记忆合金的变刚度单元的爆炸图。
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1.一种基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：至少包括扭矩传递结构和温度控制组件；所述扭矩传递结构包括输入轴、输出部件和形状记忆弹簧；所述形状记忆弹簧采用形状记忆合金制作，其设置于输入轴与输出部件之间，用于将输入轴的扭矩传递至输出部件；所述温度控制组件用于控制形状记忆弹簧所处的环境温度以控制其刚度。
2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：所述输入轴固定设置有杠杆臂，所述输出部件固定设置有固定件；所述形状记忆弹簧连接于杠杆臂与固定件之间。
3.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：所述输出部件固定有顶盖以及与顶盖相互连接后形成密封空间的底盖，所述形状记忆弹簧和温度控制组件位于该密封空间内。
4.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：所述温度控制组件包括分别设置于形状记忆弹簧两侧的半导体制冷片和环形陶瓷加热片。
5.根据权利要求2所述的基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：所述杠杆臂和固定件均对称设有两个，且杠杆臂和固定件沿周向错开；所述形状记忆弹簧设有
6.根据权利要求3所述的基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：所述底盖端面中心处设有使输入轴穿过的通孔，所述通孔处设有轴承和密封件且密封件置于最外侧用于隔绝外界环境对内部温度场的影响。
7.一种外骨骼关节，其特征在于：所述外骨骼关节处设有权利要求1-6任一项所述的变刚度单元进行传动。
...【技术特征摘要】
1.一种基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：至少包括扭矩传递结构和温度控制组件；所述扭矩传递结构包括输入轴、输出部件和形状记忆弹簧；所述形状记忆弹簧采用形状记忆合金制作，其设置于输入轴与输出部件之间，用于将输入轴的扭矩传递至输出部件；所述温度控制组件用于控制形状记忆弹簧所处的环境温度以控制其刚度。
2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：所述输入轴固定设置有杠杆臂，所述输出部件固定设置有固定件；所述形状记忆弹簧连接于杠杆臂与固定件之间。
3.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的变刚度单元，其特征在于：所述输出部件固定有顶盖以及与顶盖相互连接后形成密封空间的底盖，所述形状记忆弹簧和温度控制组件位于该密封空间内。
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