CN112123369A - 一种恒力传导装置及其直线连杆组件 - Google Patents

Abstract

本申请的目的是提供一种恒力传导装置，包括力输入端、力输出端、上力传导件、第一中间导向装置、直线运动连杆组件，其中上力传导件包括第一上力传导件和第二上力传导件，第一上力传导件的一端接力输入端，另一端接第一中间导向装置的第一端，第二上力传导件的一端接第一中间导向装置的第二端，另一端接力输出端，直线运动连杆组件的一端接力输入端，另一端接力输出端。本发明的恒力装置结构简单紧凑、响应速度快、稳定性好、可靠性高，可在单方向输入的工况下实现恒力输出，可用于机器人末端执行器等应用场合。

Description

一种恒力传导装置及其直线连杆组件

技术领域

本申请涉及力传导领域，尤其涉及一种恒力传导装置以及其使用的直连连杆组件。

背景技术

目前，机器人的末端执行装置在未知环境下接触作业时，往往会因为位置的突变导致力的突变，从而大幅降低机器人与外界的交互性，接触压力的突然变化将会导致工件材料去除量的变化，影响表面质量甚至造成工件的报废，接触压力的恒定对表面加工质量的好坏有十分重要的作用。

恒力装置是指在一定输入运动范围内其输出端产生的反作用力近似不变的装置。目前，获得恒力特性的方法主要有：机电一体化技术、重力平衡、线性弹簧或蝶形弹簧变形的相互补偿等方法。但这些方法设计的机构往往存在摩擦力大、系统复杂、成本高、装配复杂等问题，难以满足多样化的应用需求。

发明内容

针对现在技术中存在的上述不足之处，本申请的目的是提供一种恒力传导装置及其直线连杆组件。

根据本申请的一个方面，提供一种直线运动连杆组件，包括第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第六短连杆、第七短连杆、第八短连杆、第九短连杆、第十弯连杆、第十一短连杆、第十二弯连杆、第十三长连杆、第十四长连杆、第十五长连杆，其中所有连杆两端均设有端部连接件，且第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第十三长连杆、第十四长连杆上还设有中部连接件，第一长连杆与第二长连杆、第三长连杆与第四长连杆、第十三长连杆与第十四长连杆分别通过中部连接件连接，第一长连杆的第一端与第四长连杆的第一端通过端部连接件连接，第二长连杆的第一端与第三长连杆的第一端通过端部连接件连接，第七短连杆的一端通过端部连接件与第一长连杆的中部连接件连接，第七短连杆的另一端分别与第八短连杆、第九短连杆的一端通过端部连接件连接，第八短连杆的另一端分别通过端部连接件与第六短连杆的一端、第十二弯连杆的一端、第五长连杆的中部连接件连接，第九短连杆的另一端分别与第十弯连杆以及第十一短连杆的一端通过端部连接件连接，第十弯连杆的另一端通过端部连接件与第三长连杆的中部连接件连接，第十一短连杆的另一端与第五长连杆的第一端、第十四长连杆的第一端通过端部连接件连接，第十二弯连杆的另一端与第十三长连杆的第一端通过端部连接件连接，第十五长连杆的一端通过端部连接件与第三长连杆的中部连接件连接，第十五长连杆的另一端通过端部连接件与第十三长连杆的中部连接件连接。

进一步的，直线运动连杆组件还包括第十六短连杆、第十七短连杆、第十八短连杆、第十九短连杆、第二十短连杆、第二十一短连杆、第二十二短连杆、第二十三短连杆，其中第十六短连杆的一端、第十七短连杆的一端分别与第一长连杆的第二端、第二长连杆的第二端通过端部连接件相连，第十六短连杆的另一端与第十七短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第一输入端，第十八短连杆的一端、第十九短连杆的一端分别与第三长连杆的第二端、第四长连杆的第二端通过端部连接件相连，第十八短连杆的另一端与第十九短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第一输出端，第二十短连杆的一端、第二十一短连杆的一端分别与第五长连杆的第二端、第六短连杆的另一端通过端部连接件相连，第二十短连杆的另一端与第二十一短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第二输入端，第二十二短连杆的一端、第二十三短连杆的一端分别与第十四长连杆的第二端、第十三长连杆的第二端通过端部连接件相连，第二十二短连杆的另一端与第二十三短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第二输出端。

进一步的，所述第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第十三长连杆、第十四长连杆相同，且中部连接件与第一端端部连接件的距离是中部连接件与第二端端部连接件的距离的1.42倍，第六短连杆的长度和第一长连杆上中部连接件与第二端端部连接件的距离相同，第十一短连杆的长度是第六短连杆的1.42倍，第八短连杆、第九短连杆的长度与第六短连杆的长度比为0.71:1，第七短连杆的长度是第六短连杆的2.13倍，第十五长连杆的长度是第六短连杆的2.84倍，第十二弯连杆两端点间的直线距离是第六短连杆的1.42倍，第十弯连杆两端点间的直线距离是第六短连杆的2.84倍。

根据本申请的另一个方面，提供恒力传导装置，包括力输入端、力输出端、上力传导件、第一中间导向装置、如前所述的直线运动连杆组件，其中上力传导件包括第一上力传导件和第二上力传导件，第一上力传导件的一端接力输入端，另一端接第一中间导向装置的第一端，第二上力传导件的一端接第一中间导向装置的第二端，另一端接力输出端，直线运动连杆组件的一端接力输入端，另一端接力输出端。

进一步的，恒力传导装置还包括下力传导件、第二中间导向装置，其中下力传导件包括第一下力传导件和第二下力传导件，第一下力传导件的一端接力输入端，另一端接第二中间导向装置的第一端，第二下力传导件的一端接第二中间导向装置的第二端，另一端接力输出端。

进一步的，力输入端包括连接法兰、上直角块、下直角块，其中连接法兰与上直角块、下直角块连接，上直角块与第一上力传导件连接，下直角块与第一下力传导件连接，其中上直角块、下直角块的上下平面为直角三角形，直角面与斜面为长方形。

进一步的，第一中间导向装置、第二中间导向装置包括三角块、上连接点、下连接点以及带轴杆轴承，其中三角块上下平面为三角形，左右两侧斜面为长方形，上连接点位于三角块三角形顶点，下连接点位于三角块三角形底边中点，带轴杆轴承位于上连接点、下连接点中，用于与直线运动连杆组件连接。

进一步的，力输入端的上直角块斜边和下直角块斜边上均设有条形槽，第一中间导向装置、第二中间导向装置的三角块斜边上也均设有条形槽，第一上力传导件夹持在力输入端的上直角块与第一中间导向装置上的条形槽中，第一下力传导件夹持在力输入端的下直角块与第二中间导向装置上的条形槽中。

进一步的，上力传导件两端有孔，第一中间导向装置以及力输入端的上直角块上均设有定位销，上力传导件与第一中间导向装置以及力输入端的上直角块通过销轴固定，以防止上力传导件与输入端和第一中间导向装置产生相对运动。

进一步的，直线运动连杆组件的第一输入端以及第二输入端接恒力传导装置的力输入端，直线运动连杆组件的第一输出端以及第二输出端接恒力传导装置的力输出端，直线运动连杆组件的第二长连杆的第一端接第一中间导向装置的下连接点，直线运动连杆组件的第一长连杆的第一端接第二中间导向装置的上连接点，直线运动连杆组件的第十三长连杆的第一端接第一中间导向装置的上连接点，直线运动连杆组件的第五长连杆的第一端接第二中间导向装置的下连接点。

与现有技术相比，本申请优势在于：

1.利用直线运动连杆机构独特的运动特性，结合弹性梁变形过程中存储与释放能量的特性实现了恒力装置在一定运动范围内输出恒定的反作用力，改变连杆机构各杆件的长度可改变提供恒定反作用力的位移区间。

2.本发明中的直线运动连杆机构仅含转动副，与包含移动副的直线运动机构相比，具有重量轻、摩擦力小、运动流畅、制造方便且成本低等优点，克服了传统传动零件具有摩擦、间隙以及冲击等缺点，使输出恒力精度更高。

3.本发明中的恒力装置中的通用工具法兰可以安装不同的加工工具，使机器人具备多种加工方式，包括但不限于机器人恒力打磨，机器人恒力抛光，机器人恒力浮动抓取等不同的作业任务。

4.本发明提出一种基于直线运动连杆机构的恒力装置，可以集成在不同种类的工业机器人末端，拓展机器人的加工能力，使之具备恒力浮动柔性加工的能力。

5.本发明通过改变弹性梁的厚度t、长度L、宽度W、和数量n，调整实现输出恒力大小。

综上，本发明的恒力装置结构简单紧凑、响应速度快、稳定性好、可靠性高，可在单方向输入的工况下实现恒力输出，可用于机器人末端执行器等应用场合。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置结构示意图；

图2示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置中间导向装置的分解示意图；

图3示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置工作状态时的连杆组件展开示意图；

图4示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置连杆组件尺寸示意图；

图5示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置固定导向梁结构示意图；

图6示出根据本申请一个实施例的固定导向梁发生屈曲变形时产生的输出力和行程位移的曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述。

图1示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置结构示意图。

根据本发明的一实施例，恒力传导装置恒力传导装置包括力输入端、力输出端、上力传导件、第一中间导向装置、直线运动连杆组件，其中上力传导件包括第一上力传导件和第二上力传导件，第一上力传导件的一端接力输入端，另一端接第一中间导向装置的第一端，第二上力传导件的一端接第一中间导向装置的第二端，另一端接力输出端，直线运动连杆组件的一端接力输入端，另一端接力输出端。

根据本发明的一实施例，恒力传导装置还包括下力传导件、第二中间导向装置，其中下力传导件包括第一下力传导件和第二下力传导件，第一下力传导件的一端接力输入端，另一端接第二中间导向装置的第一端，第二下力传导件的一端接第二中间导向装置的第二端，另一端接力输出端。

具体的，如图1所示，恒力传导装置包括力输入端1、力输出端2、上力传导件、第一中间导向装置4、直线运动连杆组件5，其中上力传导件包括第一上力传导件3-1和第二上力传导件3-2，第一上力传导件3-1的一端接力输入端1，另一端接第一中间导向装置4的第一端，第二上力传导件3-2的一端接第一中间导向装置4的第二端，另一端接力输出端2，直线运动连杆组件5的一端接力输入端1，另一端接力输出端2。

如图1所示，恒力传导装置还包括下力传导件、第二中间导向装置(未示出)，其中下力传导件包括第一下力传导件(未示出)和第二下力传导件6-2，第一下力传导件的一端接力输入端1，另一端接第二中间导向装置的第一端，第二下力传导件的一端接第二中间导向装置的第二端，另一端接力输出端2。

根据本发明的一实施例，力输入端包括连接法兰、上直角块、下直角块，其中连接法兰与上直角块、下直角块连接，上直角块与第一上力传导件连接，下直角块与第一下力传导件连接，其中上直角块、下直角块的上下平面为直角三角形，直角面与斜面为长方形。

具体的，如图1所示，力输入端包括连接法兰1-1、上直角块1-2、下直角块1-3，其中连接法兰1-1与上直角块1-2、下直角块1-3连接，上直角块1-2与第一上力传导件3-1连接，下直角块1-3与第一下力传导件连接，其中上直角块1-2、下直角块1-3的上下平面为直角三角形，直角面与斜面为长方形。

具体的，连接法兰1-1与上直角块1-2、下直角块1-3通过螺钉连接。

图2示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置中间导向装置的分解示意图。

根据本发明的一实施例，第一中间导向装置、第二中间导向装置包括三角块、上连接点、下连接点以及带轴杆轴承，其中三角块上下平面为三角形，左右两侧斜面为长方形，上连接点位于三角块三角形顶点，下连接点位于三角块三角形底边中点，带轴杆轴承位于上连接点、下连接点中，用于与连杆组件连接。

具体的，如图2所示，第一中间导向装置4包括三角块4-1、上连接点4-3、下连接点4-2，其中三角块4-1上下平面为三角形，左右两侧斜面为长方形，上连接点4-3位于三角块三角形顶点，下连接点4-2位于三角块三角形底边中点，带轴杆轴承4-5位于上连接点4-3、下连接点4-2中，用于与连杆组件连接。

此外，第二中间导向装置与第一中间导向装置4相同。

根据本发明的一实施例，力输入端的上直角块斜边和下直角块斜边上均设有条形槽，第一中间导向装置、第二中间导向装置的三角块斜边上也均设有条形槽，第一上力传导件夹持在力输入端的上直角块与第一中间导向装置上的条形槽中，第一下力传导件夹持在力输入端的下直角块与第二中间导向装置上的条形槽中。

根据本发明的一实施例，上力传导件两端有孔，第一中间导向装置以及力输入端的上直角块上均设有定位销，上力传导件与第一中间导向装置以及力输入端的上直角块通过销轴固定，以防止上力传导件与输入端和第一中间导向装置产生相对运动。

具体的，如图1-图2所示，力输入端1的上直角块1-2斜边和下直角块1-3斜边上均设有条形槽，第一中间导向装置4的三角块斜边上也均设有条形槽，第一上力传导件3-1夹持在力输入端1的上直角块1-3与第一中间导向装置上4的条形槽中。

同样，第二中间导向装置的三角块斜边上也均设有条形槽，第一下力传导件夹持在力输入端的下直角块与第二中间导向装置上的条形槽中。

具体的，如图1-图2所示，上力传导件3-1两端有孔，第一中间导向装置4以及力输入端的上直角块1-2上均设有定位销，上力传导件与第一中间导向装置4以及力输入端1的上直角块1-2通过销轴固定，以防止上力传导件与输入端和第一中间导向装置产生相对运动。

图3示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置工作状态时的连杆组件展开示意图，图4示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置连杆组件尺寸示意图。

根据本发明的一实施例，直线运动连杆组件包括第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第六短连杆、第七短连杆、第八短连杆、第九短连杆、第十弯连杆、第十一短连杆、第十二弯连杆、第十三长连杆、第十四长连杆、第十五长连杆，其中所有连杆两端均设有端部连接件，且第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第十三长连杆、第十四长连杆上还设有中部连接件，第一长连杆与第二长连杆、第三长连杆与第四长连杆、第十三长连杆与第十四长连杆分别通过中部连接件连接，第一长连杆的第一端与第四长连杆的第一端通过端部连接件连接，第二长连杆的第一端与第三长连杆的第一端通过端部连接件连接，第七短连杆的一端通过端部连接件与第一长连杆的中部连接件连接，第七短连杆的另一端分别与第八短连杆、第九短连杆的一端通过端部连接件连接，第八短连杆的另一端分别通过端部连接件与第六短连杆的一端、第十二弯连杆的一端、第五长连杆的中部连接件连接，第九短连杆的另一端分别与第十弯连杆以及第十一短连杆的一端通过端部连接件连接，第十弯连杆的另一端通过端部连接件与第三长连杆的中部连接件连接，第十一短连杆的另一端与第五长连杆的第一端、第十四长连杆的第一端通过端部连接件连接，第十二弯连杆的另一端与第十三长连杆的第一端通过端部连接件连接，第十五长连杆的一端通过端部连接件与第三长连杆的中部连接件连接，第十五长连杆的另一端通过端部连接件与第十三长连杆的中部连接件连接。

根据本发明的一实施例，直线运动连杆组件还包括第十六短连杆、第十七短连杆、第十八短连杆、第十九短连杆、第二十短连杆、第二十一短连杆、第二十二短连杆、第二十三短连杆，其中第十六短连杆的一端、第十七短连杆的一端分别与第一长连杆的第二端、第二长连杆的第二端通过端部连接件相连，第十六短连杆的另一端与第十七短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第一输入端，第十八短连杆的一端、第十九短连杆的一端分别与第三长连杆的第二端、第四长连杆的第二端通过端部连接件相连，第十八短连杆的另一端与第十九短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第一输出端，第二十短连杆的一端、第二十一短连杆的一端分别与第五长连杆的第二端、第六短连杆的另一端通过端部连接件相连，第二十短连杆的另一端与第二十一短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第二输入端，第二十二短连杆的一端、第二十三短连杆的一端分别与第十四长连杆的第二端、第十三长连杆的第二端通过端部连接件相连，第二十二短连杆的另一端与第二十三短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第二输出端。

根据本发明的一实施例，直线运动连杆组件的第一输入端以及第二输入端接恒力传导装置的力输入端，直线运动连杆组件的第一输出端以及第二输出端接恒力传导装置的力输出端，直线运动连杆组件的第二长连杆的第一端接第一中间导向装置的下连接点，直线运动连杆组件的第一长连杆的第一端接第二中间导向装置的上连接点，直线运动连杆组件的第十三长连杆的第一端接第一中间导向装置的上连接点，直线运动连杆组件的第五长连杆的第一端接第二中间导向装置的下连接点。

具体的，如图3所示，直线运动连杆组件包括第一长连杆5-1、第二长连杆5-2、第三长连杆5-3、第四长连杆5-4、第五长连杆5-5、第六短连杆5-6、第七短连杆5-7、第八短连杆5-8、第九短连杆5-9、第十弯连杆5-10、第十一短连杆5-11、第十二弯连杆5-12、第十三长连杆5-13、第十四长连杆5-14、第十五长连杆5-15、第十六短连杆5-16、第十七短连杆5-17、第十八短连杆5-18、第十九短连杆5-19、第二十短连杆5-20、第二十一短连杆5-21、第二十二短连杆5-22、第二十三短连杆5-23，其中所有连杆两端均设有端部连接件，且第一长连杆5-2、第二长连杆5-2、第三长连杆5-3、第四长连杆5-4、第五长连杆5-5、第十三长连杆5-13、第十四长连杆5-14上还设有中部连接件，第一长连杆5-1与第二长连杆5-2、第三长连杆5-3与第四长连杆5-4、第十三长连杆5-13与第十四长连杆5-14分别通过中部连接件连接，第一长连杆5-1的第一端与第四长连杆5-4的第一端通过端部连接件连接，第二长连杆5-2的第一端与第三长连杆5-3的第一端通过端部连接件连接，第七短连杆5-7的一端通过端部连接件与第一长连杆5-1的中部连接件连接，第七短连杆5-7的另一端分别与第八短连杆5-8、第九短连杆5-9的一端通过端部连接件连接，第八短连杆5-8的另一端分别通过端部连接件与第六短连杆5-6的一端、第十二弯连杆5-12的一端、第五长连杆5-5的中部连接件连接，第九短连杆5-9的另一端分别与第十弯连杆5-10以及第十一短连杆5-11的一端通过端部连接件连接，第十弯连杆5-10的另一端通过端部连接件与第三长连杆5-3的中部连接件连接，第十一短连杆5-11的另一端与第五长连杆5-5的第一端、第十四长连杆5-14的第一端通过端部连接件连接，第十二弯连杆5-12的另一端与第十三长连杆5-13的第一端通过端部连接件连接，第十五长连杆5-15的一端通过端部连接件与第三长连杆5-3的中部连接件连接，第十五长连杆5-15的另一端通过端部连接件与第十三长连杆5-13的中部连接件连接。第十六短连杆5-16的一端、第十七短连杆5-17的一端分别与第一长连杆5-1的第二端、第二长连杆5-2的第二端通过端部连接件相连，第十六短连杆5-16的另一端与第十七短连杆5-17的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第一输入端，第十八短连杆5-18的一端、第十九短连杆5-19的一端分别与第三长连杆5-3的第二端、第四长连杆5-4的第二端通过端部连接件相连，第十八短连杆5-18的另一端与第十九短连杆5-19的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第一输出端，第二十短连杆5-20的一端、第二十一短连杆5-21的一端分别与第五长连杆5-5的第二端、第六短连杆5-6的另一端通过端部连接件相连，第二十短连杆5-20的另一端与第二十一短连杆5-21的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第二输入端，第二十二短连杆5-22的一端、第二十三短连杆5-23的一端分别与第十四长连杆5-14的第二端、第十三长连杆5-13的第二端通过端部连接件相连，第二十二短连杆5-22的另一端与第二十三短连杆5-23的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第二输出端。直线运动连杆组件的第一输入端以及第二输入端接恒力传导装置的力输入端1，直线运动连杆组件的第一输出端以及第二输出端接恒力传导装置的力输出端2，直线运动连杆组件的第二长连杆的第一端接第一中间导向装置4的下连接点，直线运动连杆组件的第一长连杆的第一端接第二中间导向装置的上连接点，直线运动连杆组件的第十三长连杆的第一端接第一中间导向装置4的上连接点，直线运动连杆组件的第五长连杆的第一端接第二中间导向装置的下连接点。

具体的，端部连接件、中部连接件均采用转动副，包括微型滚珠轴承和销轴。

根据本发明的一实施例，所述第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第十三长连杆、第十四长连杆相同，且中部连接件与第一端端部连接件的距离是中部连接件与第二端端部连接件的距离的1.42倍，第六短连杆的长度和第一长连杆上中部连接件与第二端端部连接件的距离相同，第十一短连杆的长度是第六短连杆的1.42倍，第八短连杆、第九短连杆的长度与第六短连杆的长度比为0.71:1，第七短连杆的长度是第六短连杆的2.13倍，第十五长连杆的长度是第六短连杆的2.84倍，第十二弯连杆两端点间的直线距离是第六短连杆的1.42倍，第十弯连杆两端点间的直线距离是第六短连杆的2.84倍。

具体的，如图4所示，直线运动连杆机构5的尺寸参数主要有：a1，a2，a3，a4，a5，其中尺寸关系为：a3＝a4+a5＝2*a2＝4*a4，a2＝1.42*a1。所有长连杆尺寸相同，为a1+a2。

需要注意的是，所有连杆的尺寸均为连杆上两个端部连接件间的距离。

此外可以改变连杆尺度，可以调整所需行程。

其中第十弯连杆5-10、第十二弯连杆5-12采用弯曲形态是为了防止杆系之间有干涉现象，具体弯曲可以依据连杆的尺寸大小调整，只要达到杆系之间互不干扰即可。

图5示出根据本申请一个实施例的恒力传导装置固定导向梁结构示意图；图6示出根据本申请一个实施例的固定导向梁发生屈曲变形时产生的输出力和行程位移的曲线。

根据本发明的一实施例，力传导件为固定导向梁，即弹性梁，将力输入端、力输出端和中间导向装置连接起来，并通过自身变形输出恒定反作用力，以传输力的作用。

具体的，如图5-6所示，弹性梁是一种具有重量轻、强度高、弹性系数高等特点的固定导向梁。弹性梁通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料等领域。

弹性梁在发生屈曲变形时产生的输出力和行程位移之间的关系曲线。在行程范围内，该恒力机构输出力波动小，波动范围在±4％以内，远远小于现有被动恒力方案。

此外可以通过改变力传导件的厚度、长度、宽度、和数量，以精准提供所需恒力。

本发明上力传导件和下力传导件并联夹持在力输入端1、力输出端2和中间导向装置条形槽中形成一端固定，连接机器人末端，另一端连接打磨工具。当施加作用力到力输入端1后，恒力传到机构的活动端运动并将作用力输出到力输出端2。

通过设置连杆组件实现了恒力的输出，结构简单，易于加工制作，而且相较于传统的传动零件由于具有摩擦、间隙以及冲击等缺点而无法实现高精度力输出，本发明的弹性梁恒力机构采用连杆组件克服了上述缺点，使力输出精度更高。

同时，中间导向装置是由导向槽、带轴杆轴承、上三角块、下三角块、定位销组成，轴承在三角块槽中直线移动，保证整个机构在运动过程中不产生扭曲，减小能量损失，恒力效果更好。

直线运动连杆机构能实现恒力装置精准竖直直线运动，保证整个机构在运动过程中不产生扭曲，减小能量损失，该机构仅含旋转副，与包含移动副的直线运动机构相比，具有重量轻、运动流畅、摩擦力小且成本低等优点，弹性梁夹持在固定端与输出端以及中间连接件条形槽中，传输力的作用。本发明的恒力装置结构简单紧凑、响应速度快、稳定性好、可靠性高，可在单方向输入的工况下实现恒力输出，可用于机器人末端执行器等应用场合。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种直线运动连杆组件，其特征在于，包括第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第六短连杆、第七短连杆、第八短连杆、第九短连杆、第十弯连杆、第十一短连杆、第十二弯连杆、第十三长连杆、第十四长连杆、第十五长连杆，其中所有连杆两端均设有端部连接件，且第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第十三长连杆、第十四长连杆上还设有中部连接件，第一长连杆与第二长连杆、第三长连杆与第四长连杆、第十三长连杆与第十四长连杆分别通过中部连接件连接，第一长连杆的第一端与第四长连杆的第一端通过端部连接件连接，第二长连杆的第一端与第三长连杆的第一端通过端部连接件连接，第七短连杆的一端通过端部连接件与第一长连杆的中部连接件连接，第七短连杆的另一端分别与第八短连杆、第九短连杆的一端通过端部连接件连接，第八短连杆的另一端分别通过端部连接件与第六短连杆的一端、第十二弯连杆的一端、第五长连杆的中部连接件连接，第九短连杆的另一端分别与第十弯连杆以及第十一短连杆的一端通过端部连接件连接，第十弯连杆的另一端通过端部连接件与第三长连杆的中部连接件连接，第十一短连杆的另一端与第五长连杆的第一端、第十四长连杆的第一端通过端部连接件连接，第十二弯连杆的另一端与第十三长连杆的第一端通过端部连接件连接，第十五长连杆的一端通过端部连接件与第三长连杆的中部连接件连接，第十五长连杆的另一端通过端部连接件与第十三长连杆的中部连接件连接。

2.根据权利要求1所述的直线运动连杆组件，其特征在于，直线运动连杆组件还包括第十六短连杆、第十七短连杆、第十八短连杆、第十九短连杆、第二十短连杆、第二十一短连杆、第二十二短连杆、第二十三短连杆，其中第十六短连杆的一端、第十七短连杆的一端分别与第一长连杆的第二端、第二长连杆的第二端通过端部连接件相连，第十六短连杆的另一端与第十七短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第一输入端，第十八短连杆的一端、第十九短连杆的一端分别与第三长连杆的第二端、第四长连杆的第二端通过端部连接件相连，第十八短连杆的另一端与第十九短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第一输出端，第二十短连杆的一端、第二十一短连杆的一端分别与第五长连杆的第二端、第六短连杆的另一端通过端部连接件相连，第二十短连杆的另一端与第二十一短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第二输入端，第二十二短连杆的一端、第二十三短连杆的一端分别与第十四长连杆的第二端、第十三长连杆的第二端通过端部连接件相连，第二十二短连杆的另一端与第二十三短连杆的另一端通过端部连接件相连且构成连杆组件的第二输出端。

3.根据权利要求2所述的直线运动连杆组件，其特征在于，所述第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第五长连杆、第十三长连杆、第十四长连杆相同，且中部连接件与第一端端部连接件的距离是中部连接件与第二端端部连接件的距离的1.42倍，第六短连杆的长度和第一长连杆上中部连接件与第二端端部连接件的距离相同，第十一短连杆的长度是第六短连杆的1.42倍，第八短连杆、第九短连杆的长度与第六短连杆的长度比为0.71:1，第七短连杆的长度是第六短连杆的2.13倍，第十五长连杆的长度是第六短连杆的2.84倍，第十二弯连杆两端点间的直线距离是第六短连杆的1.42倍，第十弯连杆两端点间的直线距离是第六短连杆的2.84倍。

4.一种恒力传导装置，其特征在于，所述恒力传导装置包括力输入端、力输出端、上力传导件、第一中间导向装置、如权利要求3所述的直线运动连杆组件，其中上力传导件包括第一上力传导件和第二上力传导件，第一上力传导件的一端接力输入端，另一端接第一中间导向装置的第一端，第二上力传导件的一端接第一中间导向装置的第二端，另一端接力输出端，直线运动连杆组件的一端接力输入端，另一端接力输出端。

5.根据权利要求4所述的恒力传导装置，其特征在于，恒力传导装置还包括下力传导件、第二中间导向装置，其中下力传导件包括第一下力传导件和第二下力传导件，第一下力传导件的一端接力输入端，另一端接第二中间导向装置的第一端，第二下力传导件的一端接第二中间导向装置的第二端，另一端接力输出端。

6.根据权利要求5所述的恒力传导装置，其特征在于，力输入端包括连接法兰、上直角块、下直角块，其中连接法兰与上直角块、下直角块连接，上直角块与第一上力传导件连接，下直角块与第一下力传导件连接，其中上直角块、下直角块的上下平面为直角三角形，直角面与斜面为长方形。

7.根据权利要求6所述的恒力传导装置，其特征在于，第一中间导向装置、第二中间导向装置包括三角块、上连接点、下连接点以及带轴杆轴承，其中三角块上下平面为三角形，左右两侧斜面为长方形，上连接点位于三角块三角形顶点，下连接点位于三角块三角形底边中点，带轴杆轴承位于上连接点、下连接点中，用于与直线运动连杆组件连接。

8.根据权利要求7所述的恒力传导装置，其特征在于，力输入端的上直角块斜边和下直角块斜边上均设有条形槽，第一中间导向装置、第二中间导向装置的三角块斜边上也均设有条形槽，第一上力传导件夹持在力输入端的上直角块与第一中间导向装置上的条形槽中，第一下力传导件夹持在力输入端的下直角块与第二中间导向装置上的条形槽中。

9.根据权利要求8所述的恒力传导装置，其特征在于，上力传导件两端有孔，第一中间导向装置以及力输入端的上直角块上均设有定位销，上力传导件与第一中间导向装置以及力输入端的上直角块通过销轴固定，以防止上力传导件与输入端和第一中间导向装置产生相对运动。

10.根据权利要求9所述的恒力传导装置，其特征在于，直线运动连杆组件的第一输入端以及第二输入端接恒力传导装置的力输入端，直线运动连杆组件的第一输出端以及第二输出端接恒力传导装置的力输出端，直线运动连杆组件的第二长连杆的第一端接第一中间导向装置的下连接点，直线运动连杆组件的第一长连杆的第一端接第二中间导向装置的上连接点，直线运动连杆组件的第十三长连杆的第一端接第一中间导向装置的上连接点，直线运动连杆组件的第五长连杆的第一端接第二中间导向装置的下连接点。

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