基于多弹簧片的变刚度柔性关节的设计与研究

机器人碰撞防护是必要的,人机交互安全是机器人设计的重要指标之一.本文基于双滑块和滚珠丝杆机构,提出了一种含有4弹簧片的闭环伺服可变刚度柔性关节.根据悬臂梁结合模型的非线性静力学关系,导出了关节刚度随弹簧片有效长度变化的表达式,以变刚度的动力模型为基础,设计了可编辑逻辑控制器刚度调节控制系统.在完成了变刚度关节的设计制作基础上,进行了关节的变刚度实验,验证了刚度控制系统的可靠性和刚度计算模型的正确性.该关节具有实时动态的刚度调节功能,可以满足机器人碰撞防护的安全保护需求.