基于折叠式串联簧片的可调刚度致动器设计

来源：机械工程学报杂志2017年第17期北京时间：

作者：刘畅, 毕树生, 赵宏哲, 周晓东

单位：1. 北京航空航天大学机器人研究所 北京 100191;2. 北京控制工程研究所 北京 100094

摘要：可调刚度致动器能为机器人动态性能和人机交互安全性带来显著提升。在对常见簧片型变结构式刚度调节机理进行分析总结的基础上设计一种基于折叠串联型平行排布簧片组的新型旋转式可调刚度致动器，分析其刚度调节原理并介绍样机机械结构。针对实际刚度调节机构中簧片与滑块滚子的间隙，建立修正的关节旋转刚度解析模型。通过系统试验证明了模型的准确性和整体方案的可行性。折叠式串联簧片的应用使系统在有限的尺寸和足够的承载能力下获得了更大的刚度调节范围。簧片的平行排布设计则实现了多组柔性单元滑块滚子运动的同步及关节驱动与刚度控制的解耦。

关键词：刚度模型,簧片,可调刚度致动器,柔性关节；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51325504）