仪器仪表学报

作者：周 杰，吴小勇，汪从哲，王玉金

单位：周 杰,1. 重庆理工大学机械工程学院,,吴小勇,1. 重庆理工大学机械工程学院，2. 陆军军医大学第一附属医院运动医学中心,,汪从哲,3. 重庆邮电大学先进制造工程学院,,王玉金,1. 重庆理工大学机械工程学院,

关键词：变刚度关节;机器人;畸形矫治;可重构

基金：国家自然科学基金(52305248)、中国博士后科学基金(2023M734262)、重庆市教委项目(HZ2021011)资助

为满足肢体矫形机器人在矫治过程中对跨区间刚度动态调整的迫切需要,借鉴凸轮和斜劈滑块变刚度原理,创新地提出了一种基于斜劈凸轮的新型可重构线位移变刚度关节。阐明了通过调整斜劈凸轮机构组数、弹簧刚度、斜劈下降距离,实现关节刚度重构的工作原理,并以此开展关节系统设计。揭示了关节主、被动变刚度机制,构建了关节等效刚度模型。借助数值分析软件,建立了关节变刚度理论数学模型,研究了关节等效输出刚度和输出力的分布特性。建立了关节虚拟样机模型,开展了关节性能仿真,验证了关节刚度理论模型的正确性。将所设计变刚度关节应用于肢体矫形机器人,关节等效输出刚度在34.08~2762.64N·mm-1间调整时,矫形机器人刚度可在689.94~6250.41N·mm-1间调控,满足畸形矫治作业需求。

来源：2023年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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