CN105264255A - 具有大刚度范围的可变刚度致动器 - Google Patents

Abstract

在一个实施方式中，可选比率弹簧包括连接到可旋转轴的可弯曲杆，可弯曲杆具有至少一个拱形部分。可选比率弹簧还包括可连接到联接构件的至少一个旋转接触件，其中旋转接触件围绕轴旋转同时与可弯曲杆的拱形部分保持接触。当旋转接触件旋转时，其改变可旋转轴与联接构件之间的连接刚度。

Description

具有大刚度范围的可变刚度致动器

背景技术

致动器是将存储能量转换成运动的部件，并且基于此致动器类似于机械手的“肌肉”。当前的传统机械手利用高刚度致动器或者动力关节，来提供在自由空间中的绝对定位精度。例如，在机械手以高速率与准确度于受控环境中执行乏味与重复任务的传统制造操作中，严格按照预定关节轨迹的位置受控机械手是最佳的。传统位置受控致动器根据刚度越大越好的前提进行设计。此方法提供了高的带宽系统，但是容易受到接触不稳定性、噪音、以及低能量密度的问题。

可变刚度致动器提供了在约束非结构环境中的机械手的力控制中的多个益处。在其中对环境了解很少的非结构化的环境中，力控制关节或可变刚度致动器是理想的，因为它们允许机械手符合周围的事物。此机械手可以在变化与不可预测环境中执行动态活动，例如类人机械手、在粗糙地形上行走的有支腿的机械手、与人相互作用的机械臂、耐磨性能-增强外骨骼、触觉界面、以及其它机械手应用。

可变刚度致动器提供了益处，包括冲击容限、较低的反射惰性、更加准确与稳定的力控制、极低的阻抗、低摩擦、对环境的较小损害、以及能量存储。然而，本领域中可获得的当前可变刚度致动器未提供多种应用所需的刚度的充分范围。例如，当前可获得致动器仅能够获得最高刚度与最低刚度的在大约10的范围中的比率。此外，许多当前可变刚度致动器不能提供尤其用于全运动范围的足够的最大刚度。此外，许多当前可变刚度致动器在调节它们刚度以充分地执行它们功能中太慢。

发明内容

在一个实施方式中，可选比率弹簧包括连接到可旋转轴的可弯曲杆，可弯曲杆具有至少一个拱形部分。可选比率弹簧还包括可连接到联接构件的至少一个旋转接触件，其中旋转接触件围绕轴旋转同时与可弯曲杆的拱形部分保持接触。当旋转接触件旋转时，其改变可旋转轴与联接构件之间的连接刚度。

可变刚度致动器可以包括，所述驱动电机具有驱动轴与刚性地连接到驱动轴的可弯曲杆，此可弯曲杆具有拱形部分。可变刚度致动器还可以包括连接到联接构件的旋转接触件，其中旋转接触件围绕轴旋转同时与可弯曲杆的拱形部分保持接触。连接到旋转接触件的电机使所述旋转接触件旋转，其中当所述旋转接触件旋转时，其改变了所述驱动轴与所述联接构件之间的连接刚度。

用于提供可变刚度致动的系统的一个实施方式包括具有驱动轴与可选比率弹簧的驱动电机。可选比率弹簧可以包括刚性地连接到驱动轴的可弯曲杆，所述可弯曲杆具有至少两个拱形部分，以及连接到联接构件的至少两个旋转接触件。旋转接触件各自都围绕轴旋转同时与可弯曲杆保持接触。此系统还可以包括电机，所述电机连接到两个旋转接触件以便使旋转接触件旋转来改变可选比率弹簧的刚度。

通过下面结合附图的描述将使得本发明的多个其它特征、目的与优点显而易见。

附图说明

附图示出了执行本公开的目前预期的最佳模式。在附图中：

图1A提供了可选比率弹簧的示例性实施方式。

图1B提供了图1A中示出的平面图。

图2A-图2B描述了用于提供可变刚度致动的系统的示例性实施方式。

图3A-图3D描述了可选比率弹簧的多个实施方式。

具体实施方式

本发明克服了上述相对于当前可获得的可变刚度致动器的缺点。本发明的可变刚度致动器(VSA)设计为在紧凑尺寸中提供非常大的刚度范围。本发明的VSA还允许用于全运动范围的连续可变刚度、用于小运动范围的零刚度，并且可以从最小刚度快速地改变到最大刚度。由此，本发明的VSA提供了执行复杂任务的增加的安全性与更好的功能。

诸如图1A和图1B中示出的实施方式的可选比率弹簧可以包括为电机致动器的一部分以允许驱动电机12与从动载荷之间的改进的力控制。如这里描述的，通过改变由接触件实现的沿着杠的限制接触的位置来改变刚度。由此，可以通过改变关于VSA的杠的可变厚度与面积的范围的限定力的方向来进行刚度控制。利用本发明的可选比率弹簧2，VSA能够提供大于最小刚度1200倍的最大刚度，以允许用于致动器的宽范围的操作刚度。VSA3可以提供360°的运动，并且还可以成为用于限定范围的自由关节。在图1-图2的示例性实施方式中，VSA可以非常快速地诸如在0.12秒内从最大刚度改变到最小刚度。

如图2A中所示，可变刚度致动器可以包括连接到从动元件的驱动电机12，此从动元件可以连接到连接点17。在可变刚度致动器中，可以在驱动电机与从动载荷之间布置顺从元件以便有意地减小致动器的刚度，并且如在公开的VSA的情形中，提供了可变刚度控制。图1A提供了用于包含在VSA3中的可选比率弹簧2的示例性实施方式。可选比率弹簧2具有可连接到诸如驱动轴的可旋转轴9的可弯曲杆。可弯曲杆具有形成为与一个或多个旋转接触件6相应的至少一个拱形部分。相应地，拱形部分5可以是圆形、或者半圆形、或者恒定曲率的曲线。

在图1A和图1B的实施方式中，可选比率弹簧2具有每个都在可弯曲杆4的相对侧上的四个旋转接触件6。旋转接触件6各自都围绕轴32旋转，以便改变它们与可弯曲杆4接触位置。更具体地说，图1A-图1B的实施方式具有第一旋转接触件42、第二旋转接触件43、第三旋转接触件44、以及第四旋转接触件45。旋转接触件42-45中每个都围绕相应旋转轴32旋转。对于此旋转的至少一部分来说，旋转接触件42-45与可弯曲杆4的四个拱形部分5中的一个保持接触。可选比率弹簧2操作为使得旋转接触件6可以朝向可弯曲杆4的中心向内旋转以产生刚性致动，或者驱动电机与从动载荷之间的连接刚度。相反地，旋转接触件6可以远离可弯曲杆4的中心向外旋转，以在驱动电机与从动载荷之间形成较松散较小刚度的连接。

图1B显示了各旋转接触件42-45的可能的旋转方向36。旋转接触件朝向提供到可旋转轴9的连接点35的可弯曲杆4的中心向内旋转。例如，第一旋转接触件42与第四旋转接触件45沿着逆时针方向旋转以使它们的接触端47移向可弯曲杆4的中心，由此增强致动。相反地，第二旋转接触件43与第三旋转接触件44围绕它们的旋转轴32沿着顺时针的旋转方向36旋转，以使它们的接触端47朝向可弯曲杆4的中心旋转。相反地，为了提供较小刚度致动，旋转接触件42-45将沿着如图1B中描述的相反旋转方向36移动，由此使旋转接触件42-45的接触端47远离可弯曲杆4的中心旋转。

图1B描述了使其旋转接触件42-45在中间位置处的可选比率弹簧2，这与最大刚度等级相比将提供低数量的刚度。旋转接触件42-46可以旋转到在可弯曲杆4上的最向内点49，以便在驱动电机与从动元件之间形成最刚度连接。相反地，旋转接触件42-45可以远离可弯曲杆4的中心旋转到最外面点，以允许驱动电机与从动元件之间的最小刚度的连接。在最向外位置处，旋转接触件42-45的接触端47可以不再与可弯曲杆4接触。例如，旋转接触件42-45可以旋转以变得与可弯曲杆4的方向平行或几乎平行。在此位置中，旋转接触件42-45的接触端47将不触及可弯曲杆4，并且可弯曲杆4将具有其中其不与旋转接触件6接触的自由运动范围。在此最向外位置中，VSA3将在其中可弯曲杆4不与旋转接触件42-45接触的运动范围内提供零刚度。

可弯曲杆2设计为物理地弯曲以提供关节中的顺从性或柔性。优选地，可弯曲杆4通常是可选比率弹簧2与VSA3的最小刚性部分。在优选实施方式中，可弯曲杆4的刚度显著地低于VSA3的全部其它部件的刚度。由此，弯曲件的刚度将整体上控制VSA3的可变刚度功能。例如，旋转接触件6、致动器壳体15、驱动电机联接件13、驱动轴9、以及旋转接触件电机联接件11、旋转接触件电机传动系统14，全部可以提供比可弯曲杆的刚度显著更大的刚度。由此，柔性或缺少刚度来源于可弯曲杆4。

可弯曲杆4可以由提供用于给定VSA应用的足够弯曲的任何材料制成，同时还避免了由于在可弯曲杆4上的力而经历任何塑性变形。例如，可弯曲杆4可以由伪弹性或超弹性材料制成。伪弹性材料可以是诸如超弹性合金的形状记忆合金。当机械地加载时，超弹性合金反向地变形到非常高的张紧，诸如高达10％。当移除载荷时，超弹性合金返回到其初始形状。优选地，无需改变温度以使合金恢复到其初始形状。例如，在一个实施方式中，可弯曲杆4可以由具有超弹性特征的镍钛诺(镍-钛)合金、或者钴镍与镍铁中的任一种、或者镍锰合金制成。

在其它实施方式中，可弯曲杆可以由钛、铝、或者其它金属合金制成。如上所述，旋转接触件优选地由比可弯曲杆4刚度大的材料制成。例如，旋转接触件6可以由钢、钛、或者其它硬金属或金属合金制成。

除了材料以外，通常地可以通过改变设计的其它方面来改变可弯曲杆4与可选比率弹簧2的刚度。例如，可以改变下面的变量以调节可选比率弹簧2的设计刚度：可弯曲杆4的长度；拱形部分5的半径；旋转接触件6的长度；可弯曲杆4的顶部51与底部52的形状；以及最大力施加角度；可弯曲杆4的远端的最小高度；以及可弯曲杆4的远端的最小宽度。

可弯曲杆4的拱形部分5成形为当它围绕其旋转轴32旋转时容纳旋转接触件6。通过改变上述相关变量，拱形部分5还可以设计为使可弯曲杆4的跨越其给定应用的长度的刚度最优化。例如，在图1A和图1B中描述的实施方式中，可弯曲杆4的拱形部分5在可弯曲杆4的顶部51与底部52上具有拱形部分。这些拱形顶部部分与底部部分可以具有任何拱形半径。在可弯曲杆4的其它实施方式中，顶部部分51与底部部分52可以呈现其它形状。例如，可弯曲杆的顶部51与底部52可以是直的，跨越可弯曲杆的长度彼此平行地延伸。另选地，可弯曲杆4的顶部部分51与底部部分52可以向内逐渐缩小或者向外扩张。此设计元件可以例如用于形成具有相对接触角θs的给定刚度轮廓的可弯曲杆4。

参照图1A和图1B，旋转接触件6在各接触端47上具有轴承8。每个旋转接触件6都具有滚动以便与可弯曲杆4保持接触的一个或多个轴承8。更具体地说，当旋转接触件6围绕其轴32旋转时，轴承8滚动使得旋转接触件6可以在无需克服滑动摩擦力的情况下沿着可弯曲杆4的拱形部分5移动。例如，在图1A的实施方式中，可选比率弹簧2具有各自都具有在其接触端47上的三个轴承8的旋转接触件6。当旋转接触件6围绕它们相应的旋转轴32旋转时，此三个轴承8沿着可弯曲杆4的拱形部分5滚动。如图1A中所示，当旋转接触件6位于它们中间位置中时，仅中间轴承8与可弯曲杆4接触。当旋转接触件6朝向可弯曲杆4的中心向内移动时，上轴承与下轴承8还与可弯曲杆4的拱形部分5接触。

在其它实施方式中，替代图1A的实施方式中的三个轴承，旋转接触件6可以具有单个较大轴承。另选地，旋转接触件6可以在旋转接触件6的接触端47上具有任何数量的轴承8。在此外其它实施方式中，旋转接触件6的接触端47可以不具有任何轴承，并且可以利用其它装置以允许旋转接触件6的接触端47相对于可弯曲杆4的拱形部分5移动。

参照图2A，用于提供可变刚度致动的系统1可以包括可变刚度致动器3与控制器25。系统还可以包括可以向控制器25提供输入的旋转位置传感器27。可变刚度致动器3包括可选比率弹簧2，诸如图1A和图1B中示出的可选比率弹簧2的实施方式。可变刚度致动器3还包括具有连接到可弯曲杆4的连接点35的可旋转驱动轴9的驱动电机12。旋转接触件6的旋转由通过电机传动系统14附接到旋转接触件6中的一个或多个的电机10驱动。致动器壳体15围绕可选比率弹簧2与传动系统14。电机10可以经由安装板21连接到致动器壳体15。在图2的实施方式中，致动器壳体15在相应连接点34(图1A)处可旋转地连接到每个旋转接触件6。图2A-图2B的致动器壳体15还在联接构件连接点17处连接到联接构件58。致动器壳体15邻近在连接点19处连接到第一构件60的第一壳体62。

在图2A和图2B中描述的可变刚度致动器3的实施方式中，驱动电机12驱动连接到联接构件58的致动器壳体15的旋转。例如，驱动电机12用于使联接构件58与致动器壳体15沿着旋转方向37旋转。驱动电机12经由电机安装板22连接到第一壳体62。由此，相对于第一构件60与第一壳体62致动此旋转。驱动电机12经由驱动电机联接件13连接到可旋转驱动轴9。然后驱动轴9连接到可弯曲杆4。如果可弯曲杆与旋转接触件6接触，那么可弯曲杆4的旋转将引起致动器壳体15的旋转。即，一个或多个旋转接触件6连接到致动器壳体15的底板55和/或顶板54，并且由此施加在旋转接触件6上的任何力都将施加到致动器壳体15。例如，如果一个或多个旋转接触件6位于最向内位置中，那么可选比率弹簧2将是绷紧的并且将来自驱动轴9的全部或几乎全部运动施加到致动器壳体15。在另一个方面，如果一个或多个旋转接触件6处于最向外位置中，并且可弯曲杆4在一定运动程度内自由地旋转，那么在可弯曲杆4与旋转接触件6不接触的此运动范围内驱动轴9的运动将不施加到致动器壳体15。因此，旋转接触件可以在最向内位置与最向外位置之间的任何地方，并且由此，由于可弯曲杆4的不同弯曲，因此将不同数量的运动从驱动轴9施加到致动器壳体15。

控制器25可以用于控制驱动电机12与连接到一个或多个旋转接触件6的电机10。此控制可以是将控制信号提供给驱动电机12的前馈控制和/或以预定方式控制旋转接触件6的电机10。换句话说，控制器可以根据预定编程或计划将可变刚度提供给可选比率弹簧2。另选地，控制器可以接收来自VSA3上的旋转位置传感器27的输入，旋转位置传感器27提供了致动器壳体15的相对于驱动轴9的位置信息，使得控制器可以根据可弯曲杆4的弯曲是否偏离编程计划来修正刚度编程或运动编程。例如，如果在关节上的转矩造成可弯曲杆4的比期望多的偏转，那么控制编程就可以修改为负责此差值。

图3A-图3D示出了可选比率弹簧2的多个实施方式。在图3A中，可选比率弹簧2包括四个旋转接触件6与可弯曲杆4。这里，电机10可以同时地驱动全部四个旋转接触件6。电机传动系统14操作为将沿着正确旋转方向36(图1B)的旋转运动施加在每个旋转接触件6上。如上所述，旋转接触件6围绕旋转轴32旋转。此外，在轴32处，旋转接触件6在用于各旋转接触件6连接点34处连接到致动器壳体15的底板55。由此，来自可弯曲杆4的运动传送到旋转接触件6与致动器壳体15的底板55或顶板54之间的连接点34处的致动器壳体15。

在涉及由单个电机10驱动的多于一个旋转接触件的实施方式中，电机10可以用于使一半旋转接触件6沿着顺时针旋转方向36旋转，同时使另一半旋转接触件6沿着逆时针旋转方向36旋转。当电机10使旋转接触件6旋转时，旋转接触件6的角度θs改变，使得每个旋转接触件6的角度θs的量级是相同的。由此，当旋转接触件6处于中间位置中时，即各组旋转接触件的中心线彼此对准并且与可弯曲杆4的中心线垂直时，θs＝0。当旋转接触件6向外或向内移动时，对于全部四个旋转接触件来说θs的量级同等地增加。在其它实施方式中，可以单独地控制每个旋转接触件6，并且由此各个旋转接触件6的θs在任何给定时刻都可以不同。

如上所述，可弯曲杆4由驱动电机12驱动。根据旋转连接器6的位置，可弯曲杆4可以将旋转施加在致动器壳体15上。施加在致动器壳体15上的旋转可以相对于特定位置，诸如第一壳体62的位置测量为角度θp。在多个实施方式中，可变刚度致动器3可以设计为提供360°的运动，并且由此θp可以从0变化到360。在其它实施方式中，可变刚度致动器3可以设计为允许更有限的运动范围，这可以限定θp的范围。

图3B和图3C各自都示出了具有定位在可弯曲杆的相对侧上的两个旋转接触件6的可选比率弹簧2的实施方式。在图3B中，旋转接触件6定位在驱动轴的相对侧上，或者定位在可弯曲杆4与驱动轴9之间的连接点35上。图3C描述了具有定位在可弯曲杆4的相对侧上但是在到驱动轴9的连接点35的相同侧上的两个旋转接触件6的可选比率弹簧2的实施方式。在图3B与图3C的实施方式中，可选比率弹簧2将沿着顺时针旋转方向与逆时针旋转方向37提供可变刚度。由此，通过两个旋转接触件6的旋转，可选比率弹簧2可以在两个圆形方向上提供在驱动轴9与致动器壳体15之间的连接中的刚度变化。这与图3D的实施方式形成对比，其中可选比率弹簧2提供仅沿着一个方向的刚度变化。

在图3D的实施方式中，可选比率弹簧2仅具有单个旋转接触件6。旋转接触件6定位为允许沿着逆时针旋转方向37的可变刚度。即，旋转接触件6可以沿着可弯曲杆4旋转，以便当将可弯曲杆4按压在旋转接触件6上增加或减小可弯曲杆4与旋转接触件6之间的连接刚度。当沿着逆时针方向施加旋转运动时，可弯曲杆4与不移动并且由此提供恒定的刚度等级的止动杠65接触。由此，可以利用刚度变化仅试图沿着一个方向的图3D的实施方式。不可移动止动杠65可以设计并且定位为提供从最大刚度到非常低刚度或者甚至零刚度的任意等级的恒定刚度。

当前公开的VSA3的一个期望用途是用于机械手应用，其中机械手与其环境相互作用，例如制造任务，涉及物理制造/相互作用的任何任务。当关节刚度高时，可变刚度致动将允许机械手提供与传统操纵器类似的在自由空间中的高准确度定位。能够独立地调节各关节的刚度，使得机械手将能够具有高刚度的方向与低刚度的方向，以便在不损坏机械手或外部结构或人的情况下执行有用的工作。受限操纵的实例可以是利用机械手来紧固螺栓。机械手必须在与在螺纹孔中推进螺栓相关的方向上是刚度的，但是在于孔中不推进螺栓的由扳手/螺栓相互作用限定的方向上是柔顺的。

本书面描述利用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域中的技术人员能够制造与使用本发明。本发明的专利性范围由权利要求来限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果其它实例具有与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果其它实例包括与权利要求的字面语言略微不同的等效的结构元件，则此其它实例属于权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种可选比率弹簧，所述可选比率弹簧包括：

可弯曲杆，其能够连接到可旋转轴，所述可弯曲杆具有至少一个拱形部分；以及

至少一个旋转接触件，其能够连接到联接构件，其中所述旋转接触件围绕轴旋转同时与所述可弯曲杆的所述拱形部分保持接触；

其中，当所述旋转接触件旋转时，其改变所述可旋转轴与所述联接构件之间的连接刚度。

2.根据权利要求1所述的可选比率弹簧，还包括在所述旋转接触件的接触端处的至少一个轴承，其中当所述接触件围绕轴旋转时，所述轴承沿着所述可弯曲杆的所述拱形部分滚动。

3.根据权利要求1所述的可选比率弹簧，还包括连接到所述至少一个旋转接触件的电机以便使所述旋转接触件旋转。

4.根据权利要求1所述的可选比率弹簧，还包括所述可弯曲杆的第二拱形部分与能够连接到所述联接构件的第二旋转接触件，其中所述第二旋转接触件围绕第二轴旋转同时与所述可弯曲杆的所述第二拱形部分保持接触。

5.根据权利要求4所述的可选比率弹簧，还包括驱动电机，所述驱动电机连接到所述第一旋转接触件与第二旋转接触件，以便使所述旋转接触件沿着相反的旋转方向同时地旋转。

6.根据权利要求4所述的可选比率弹簧，其中，所述第一旋转接触件与第二旋转接触件定位在所述可旋转轴的相对侧上。

7.根据权利要求1所述的可选比率弹簧，还包括可连接到所述联接构件的四个旋转接触件，其中所述可弯曲杆具有四个拱形部分，并且每个旋转接触件都围绕相应轴旋转同时与所述四个拱形部分中的相应一个保持接触。

8.根据权利要求7所述的可选比率弹簧，其中，所述四个旋转接触件中的每个都包括在所述旋转接触件的接触端处的至少一个轴承，其中当所述旋转接触件围绕各自的轴旋转时，所述轴承沿着所述可弯曲杆的相应拱形部分滚动。

9.根据权利要求8所述的可选比率弹簧，还包括围绕所述可弯曲杆与所述四个旋转接触件的壳体；

其中所述壳体提供了连接到所述联接构件的连接点，并且其中所述四个旋转接触件可旋转地连接到所述壳体。

10.根据权利要求1所述的可选比率弹簧，其中所述可弯曲杆由超弹性合金制成。

11.一种可变刚度致动器，其包括：

驱动电机，其具有驱动轴；

可弯曲杆，其刚性地连接到所述驱动轴，所述可弯曲杆具有拱形部分；

至少一个旋转接触件，其连接到联接构件，其中所述旋转接触件围绕轴旋转同时与所述可弯曲杆的所述拱形部分保持接触；以及

电机，其连接到所述旋转接触件以便使所述旋转接触件旋转；

其中，当所述旋转接触件旋转时，其改变所述驱动轴与所述联接构件之间的连接刚度。

12.根据权利要求11所述的可变刚度致动器，还包括所述可弯曲杆的第二拱形部分与能够连接到所述联接构件的第二旋转接触件，

其中，所述第二旋转接触件围绕第二轴旋转同时与所述可弯曲杆的所述第二拱形部分保持接触；以及

其中，所述至少两个旋转接触件定位在所述可弯曲杆的相对侧上，每个旋转接触件都围绕各自的轴沿着相反旋转方向旋转同时与所述可弯曲杆的所述相应拱形部分保持接触。

13.根据权利要求11所述的可变刚度致动器，其中，所述旋转接触件在其接触端处具有至少一个轴承，其中当所述旋转接触件围绕所述轴旋转时，所述轴承沿着所述可弯曲杆的所述拱形部分滚动。

14.根据权利要求12所述的可变刚度致动器，其中，所述至少两个旋转接触件定位在所述驱动轴的相对侧上。

15.根据权利要求11所述的可变刚度致动器，包括至少四个旋转接触件，每个旋转接触件都围绕各自的轴旋转同时与所述可弯曲杆的相应拱形部分保持接触。

16.根据权利要求11所述的可变刚度致动器，还包括围绕所述可弯曲杆与所述旋转接触件的壳体，其中所述壳体提供在所述联接构件与所述旋转接触件之间的连接。

17.根据权利要求11所述的可变刚度致动器，其中，所述旋转接触件直接可旋转地连接到所述联接构件。

18.一种用于提供可变刚度致动的系统，所述系统包括：

驱动电机，其具有驱动轴；

可选比率弹簧，其包括；

刚性地连接到所述驱动轴的可弯曲杆，所述可弯曲杆具有至少两个拱形部分；

至少两个旋转接触件，它们连接到联接构件，其中所述旋转接触件各自都围绕轴旋转同时与所述可弯曲杆保持接触；

电机，其连接到两个旋转接触件，以便使所述旋转接触件旋转来改变所述可选比率弹簧的刚度。

19.根据权利要求18所述的用于提供可变刚度致动的系统，其中，所述旋转接触件经由壳体连接到所述联接构件，其中所述壳体围绕所述可弯曲杆与所述至少两个旋转接触件，并且提供连接到所述联接构件与所述旋转接触件的连接点。

20.根据权利要求19所述的用于提供可变刚度致动的系统，其中，连接到所述旋转接触件的所述电机安装到所述壳体。