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摘要
目的当刚性驱动器直接作用于关节时,由于关节缺少对驱动力的缓冲,容易对其造成损伤。为此,本文拟设计一种柔性关节驱动器,以实现柔性变刚度驱动。方法采用弹簧和扭簧组合实现不同驱动力下驱动器刚度的变化。通过调节电机的转速实现弹簧、扭簧的压缩以及正反向的运动,并确定弹簧及扭簧的参数。最后搭建柔性变刚度关节驱动器实验平台,通过选用不同劲度系数的弹簧、扭簧进行低力、中力和高力模式下的柔性驱动实验,以验证柔性关节驱动器设计的合理性。结果选取弹簧的刚度为10 N/mm、扭簧抗扭刚度为0.1 N·m/rad。当驱动力较小时,弹簧压缩,扭簧不发生作用;当驱动力较大时,扭簧扭转,弹簧不发生作用;当驱动力介于二者之间时,弹簧和扭簧同时发生作用。结论柔性关节驱动器能够在不同驱动力作用下使扭簧和弹簧发生作用,实现柔性变刚度驱动的目的。
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