本技术介绍了一种新型自锁式多稳态旋转关节及其应用方法。该关节由二号铰接连杆、一号铰接连杆、花形凸轮、柔性储能装置和自锁构件、驱动器组成,实现了多位置稳定和自动锁定功能。
背景技术
转动关节在机器人系统及自适应航空航天结构中有广泛应用,通过铰链位置变换可实现机器人或变形结构整体形态的变化。但是,若想要实现精确的位置控制,以及位置锁定,从而实现整体系统的带负载任务操作,就需要额外在铰链上添加复杂的位置反馈控制系统以及机械锁定机构,这在一些对于设计空间及对于重要要求严格的领域,这种旋转关节的大量使用难以满足系统对于简洁可靠性、设计空间、重量代价等的需求。
因此,学者针对此问题,提出了一些双稳态转动的关节用以构件多稳态的变形系统,如期刊《Mechanics Research Communications》中“A bistable rolling joint formultistable structures”(DOI:10.1016/j.mechrescom.2016.11.003)论文,提出的一种基于修改滚动铰链几何形状的双稳态转动关节。
但是,现有的转动关节难以实现多稳态位置,也不能够实现稳态位置的自锁定。这也就意味着,利用其构建的可变形系统实现的稳态形态较少,也难以在大负载条件下使用。
实现思路