CN105584551A - 一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，其包括有三组弹性元件、一驱动组件和一关节骨架；驱动组件中的丝杠在电机的驱动下运动，致使套接在丝杠上的滑块沿丝杠作上下运动；上下运动着的滑块带动连杆沿导杆方向运动，从而实现第一支撑件沿丝杠作上下运动。所述弹性元件采用丝杠-滑块-连杆-滑块的结构体，使得弹性元件的柔顺性可以在变刚度关节驱动器的运动中起到抑制震动作用；将电机转动转化为与电机输出轴垂直方向的丝杠滑块的移动，滑块的移动带动弹性元件的运动实现了关节驱动器的稳定性。

Description

一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器

技术领域

本发明涉及一种变刚度关节驱动器，更特别地说，是指一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器。

背景技术

变刚度关节驱动器应用在诸如机器鱼，机器狗等仿生机器人上，可以实现关节有效输出刚度以及***刚度的改变，可降低***能量消耗。节能原理为以下两方面：

(1)弹性元件的弹性变形可以储存弹性势能，在一个运动过程中，部分多余的动能或者重力势能转化为弹性势能，而在接下来的运动过程中，弹性势能进而又转化为运动所需要的动能，从长期运动考虑，能够充分利用多余能量，降低能量损耗。

(2)研究表明，当运动端自然频率与当前运动的频率相匹配时，则可有效减少做出该运动的能量消耗。运动端的自然频率是运动端的刚度和惯性的函数。通过在运动过程中实时地改变关节刚度，可以使运动端自然频率随之改变。从而实现在做出全部运动中所消耗的能量最低。

发明内容

为了如何改变输出端的扭转刚度的技术问题，本发明设计了一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器。该变刚度关节驱动器通过“丝杠-滑块-连杆-滑块”机构使得输出端刚度可控，“连杆-滑块”的柔顺性能够降低整个装置的震动进而提高稳定性，通过控制输出端刚度可确保人机交互时的安全性，通过实时调整刚度进而可以改变运动端自然频率从而可以降低能量消耗。

本发明变刚度关节驱动器的优点在于：

①本发明设计的变刚度关节驱动器在刚度保持阶段不需要提供额外的动力来维持。

②本发明设计的变刚度关节驱动器在刚度调节过程中，电机输出力矩最终只需驱动改变滑块位置，而弹性元件变形所产生的对抗力则与滑块运动方向垂直，因而不需克服弹性元件产生的弹力。

③本发明设计的变刚度关节驱动器应用了“丝杠-滑块-连杆-滑块”机构，能够实现电机转动转化为与电机输出轴垂直方向的滑块移动。

④本发明中的弹性元件的柔顺性可以在变刚度关节驱动器***运动中起到抑制震动作用，从而能够提高***稳定性。

⑤本发明设计的变刚度关节驱动器能够应用在机器运动端关节，其弹性缓冲作用可以降低运动端的瞬间作用力，从而提高了安全性。

附图说明

图1是本发明变刚度关节驱动器的外部结构图。

图1A是本发明变刚度关节驱动器的俯视图。

图1B是本发明变刚度关节驱动器的近心或离心示意图。

图2是本发明变刚度关节驱动器的驱动部分的结构图。

图2A是本发明变刚度关节驱动器的驱动部分中上丝杠滑块的结构图。

图2B是本发明变刚度关节驱动器的驱动部分中下丝杠滑块的结构图。

图2C是本发明变刚度关节驱动器的驱动部分中DA电机支架的结构图。

图2D是本发明变刚度关节驱动器的驱动部分中DB电机支架的结构图。

图3是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架的正视图。

图3A是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第一支撑件的结构图。

图3B是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第一支撑件的另一视角结构图。

图3C是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第二支撑件的结构图。

图3D是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第二支撑件的另一视角结构图。

图3E是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第三支撑件的结构图。

图3F是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第三支撑件的另一视角结构图。

图3G是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第四支撑件的结构图。

图3H是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第四支撑件的另一视角结构图。

图3I是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第五支撑件的结构图。

图3J是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第五支撑件的另一视角结构图。

图3K是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第六支撑件的结构图。

图3L是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第六支撑件的另一视角结构图。

图3M是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第七支撑件的结构图。

图3N是本发明变刚度关节驱动器的关节骨架中第七支撑件的另一视角结构图。

图4是本发明变刚度关节驱动器的弹性元件的结构图。

图4A是本发明变刚度关节驱动器的第一弹性元件的分解图。

图4B是本发明变刚度关节驱动器的第一弹性元件中内外滑块的剖视图。

图4C是本发明变刚度关节驱动器的第一弹性元件中内滑块的结构图。

图4D是本发明变刚度关节驱动器的第一弹性元件中外滑块的结构图。

图5是本发明变刚度关节驱动器的第二弹性元件的分解图。

图5A是本发明变刚度关节驱动器的第二弹性元件中内外滑块的剖视图。

图5B是本发明变刚度关节驱动器的第二弹性元件中内滑块的结构图。

图5C是本发明变刚度关节驱动器的第二弹性元件中外滑块的结构图。

图6是本发明变刚度关节驱动器的第三弹性元件的分解图。

图6A是本发明变刚度关节驱动器的第三弹性元件中内外滑块的剖视图。

图6B是本发明变刚度关节驱动器的第三弹性元件中内滑块的结构图。

图6C是本发明变刚度关节驱动器的第三弹性元件中外滑块的结构图。

图7是本发明变刚度关节驱动器的近心运动状态的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1、图1A所示，本发明设计了一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，其包括有第一弹性元件1、第二弹性元件2、第三弹性元件3、驱动组件4和关节骨架5。其中，第一弹性元件1、第二弹性元件2和第三弹性元件3的结构相同。

第一弹性元件1

参见图1、图4、图4A所示，第一弹性元件1包括有AA关节轴11、AB关节轴12、AC关节轴13、AD关节轴14、A上连杆1A、A下连杆1B、A外滑块1C、A内滑块1D、A簧片1E、AA导杆1F、AB导杆1G、A支架1H、AA滚动体1J、AB滚动体1K。

参见图4、图4A所示，A上连杆1A的一端设有用于AA关节轴11穿过的AA通孔1A1，A上连杆1A的另一端设有用于AB关节轴12穿过的AB通孔1A2。

参见图4、图4A所示，A下连杆1B的一端设有用于AC关节轴13穿过的AC通孔1B1，A下连杆1B的另一端设有用于AD关节轴14穿过的AD通孔1B2。

参见图4、图4A、图4C所示，A外滑块1C的上端设有AC凸台1C1和AD凸台1C2，AC凸台1C1与AD凸台1C2之间是AA凹槽1C3，该AA凹槽1C3用于放置A上连杆1A的另一端，AC凸台1C1上设有AK通孔1C11，该AK通孔1C11用于AB关节轴12穿过，AD凸台1C2上设有AL通孔1C21，该AL通孔1C21用于AB关节轴12穿过。A外滑块1C的下端设有AE凸台1C4和AF凸台1C5，AE凸台1C4与AF凸台1C5之间是AB凹槽1C6，该AB凹槽1C6用于放置A下连杆1B的一端，AE凸台1C4上设有用于AD关节轴14穿过的AM通孔1C41，AF凸台1C5上设有用于AD关节轴14穿过的AN通孔1C51，A外滑块1C的上端与下端的凸台结构是相同的。A外滑块1C上设有用于AA导杆1F的另一端穿过的AO通孔1C7，用于AB导杆1G的另一端穿过的AP通孔1C8；A外滑块1C的中部是AB矩形通孔1C9，该AB矩形通孔1C9用于用于A簧片1E的一端穿过。A外滑块1C的一面板上设有A沉头腔1C-1，A沉头腔1C-1内设有用于放置AA滚动体1J的AC卡孔1C-2，用于放置AB滚动体1K的AD卡孔1C-3；所述A沉头腔1C-1用于放置A内滑块1D，且AC卡孔1C-2与AA卡孔1D1配合，AD卡孔1C-3与AB卡孔1D2配合，AO通孔1C7与AI通孔1D3配合，AP通孔1C8与AJ通孔1D4配合。

参见图4、图4A、图4B所示，A内滑块1D的一面板上设有用于放置AA滚动体1J的AA卡孔1D1，用于放置AB滚动体1K的AB卡孔1D2；A内滑块1D上设有用于AA导杆1F的另一端穿过的AI通孔1D3，用于AB导杆1G的另一端穿过的AJ通孔1D4；A内滑块1D的中部是AA矩形通孔1D5，该AA矩形通孔1D5用于A簧片1E的一端穿过。

参见图4、图4A所示，A簧片1E的一端设有用于螺钉穿过的AE通孔1E1。

参见图4、图4A所示，AA导杆1F的一端设有AA圆凸柱1F1。该AA圆凸柱1F1用于限制A内滑块1D在AA导杆1F的滑动位置。

参见图4、图4A所示，AB导杆1G的一端设有AB圆凸柱1G1。该AB圆凸柱1G1用于限制A内滑块1D在AB导杆1G的滑动位置。

参见图4、图4A所示，A支架1H的AA支臂1H1上设有AF通孔1H11，通过在该AF通孔1H11中放置A螺钉6A实现将A支架1H的AA支臂1H1上与第六支撑件5F的EA支臂5F1固定；A支架1H的AB支臂1H2上设有AA凸台1H21和AB凸台1H22，AA凸台1H21上设有用于放置AA导杆1F另一端的AG通孔1H23，AB凸台1H22上设有用于放置AB导杆1G另一端的AH通孔1H24。在本发明中，在AA导杆1F另一端安装在AG通孔1H23后，再采用销钉顶紧AA导杆1F的另一端。同理，在AB导杆1G另一端安装在AH通孔1H24后，再采用销钉顶紧AB导杆1G的另一端。

参见图4、图4A所示，AA滚动体1J上设有AC圆凸柱1J1。

参见图4、图4A所示，AB滚动体1K上设有AD圆凸柱1K1。AA滚动体1J上的AC圆凸柱1J1与AB滚动体1K上的AD圆凸柱1K1之间用于A簧片1E的一端穿过。

在本发明中，第一弹性元件1中的外滑块1C、内滑块1D和滚动体(1J、1K)形成第一横向滑块组。

在本发明中，第一横向滑块组沿导杆(1F、1G)运动，即第一横向滑块组在分布式片弹簧变刚度关节驱动器上作横向方向运动。

第二弹性元件2

参见图1、图5所示，第二弹性元件2包括有BA关节轴21、BB关节轴22、BC关节轴23、BD关节轴24、B上连杆2A、B下连杆2B、B外滑块2C、B内滑块2D、B簧片2E、BA导杆2F、BB导杆2G、B支架2H、BA滚动体2J、BB滚动体2K。

参见图5所示，B上连杆2A的一端设有用于BA关节轴21穿过的BA通孔2A1，B上连杆2A的另一端设有用于BB关节轴22穿过的BB通孔2A2。

参见图5所示，B下连杆2B的一端设有用于BC关节轴23穿过的BC通孔2B1，B下连杆2B的另一端设有用于BD关节轴24穿过的BD通孔2B2。

参见图5、图5A图5C所示，B外滑块2C的上端设有BC凸台2C1和BD凸台2C2，BC凸台2C1与BD凸台2C2之间是BA凹槽2C3，该BA凹槽2C3用于放置B上连杆2A的另一端，BC凸台2C1上设有BK通孔2C11，该BK通孔2C11用于BB关节轴22穿过，BD凸台2C2上设有BL通孔2C21，该BL通孔2C21用于BB关节轴22穿过。B外滑块2C的下端设有BE凸台2C4和BF凸台2C5，BE凸台2C4与BF凸台2C5之间是BB凹槽2C6，该BB凹槽2C6用于放置B下连杆2B的一端，BE凸台2C4上设有用于BD关节轴24穿过的BM通孔2C41，BF凸台2C5上设有用于BD关节轴24穿过的BN通孔2C51，B外滑块2C的上端与下端的凸台结构是相同的。B外滑块2C上设有用于BA导杆2F的另一端穿过的BO通孔2C7，用于BB导杆2G的另一端穿过的BP通孔2C8；B外滑块2C的中部是BB矩形通孔2C9，该BB矩形通孔2C9用于用于B簧片2E的一端穿过。B外滑块2C的一面板上设有B沉头腔2C-1，B沉头腔2C-1内设有用于放置BA滚动体2J的BC卡孔2C-2，用于放置BB滚动体2K的BD卡孔2C-3；所述B沉头腔2C-1用于放置B内滑块2D，且BC卡孔2C-2与BA卡孔2D1配合，BD卡孔2C-3与BB卡孔2D2配合，BO通孔2C7与BI通孔2D3配合，BP通孔2C8与BJ通孔2D4配合。

参见图5、图5A、图5B所示，B内滑块2D的一面板上设有用于放置BA滚动体2J的BA卡孔2D1，用于放置BB滚动体2K的BB卡孔2D2；B内滑块2D上设有用于BA导杆2F的另一端穿过的BI通孔2D3，用于BB导杆2G的另一端穿过的BJ通孔2D4；B内滑块2D的中部是BA矩形通孔2D5，该BA矩形通孔2D5用于B簧片2E的一端穿过。

参见图5所示，B簧片2E的一端设有用于螺钉穿过的BE通孔2E1。

参见图5所示，BA导杆2F的一端设有BA圆凸柱2F1。该BA圆凸柱2F1用于限制B内滑块2D在BA导杆2F的滑动位置。

参见图5所示，BB导杆2G的一端设有BB圆凸柱2G1。该BB圆凸柱2G1用于限制B内滑块2D在BB导杆2G的滑动位置。

参见图5所示，B支架2H的BA支臂2H1上设有BF通孔2H11，通过在该BF通孔2H11中放置B螺钉6B实现将B支架2H的BA支臂2H1上与第六支撑件5F的EA支臂5F1固定；B支架2H的BB支臂2H2上设有BA凸台2H21和BB凸台2H22，BA凸台2H21上设有用于放置BA导杆2F另一端的BG通孔2H23，BB凸台2H22上设有用于放置BB导杆2G另一端的BH通孔2H24。

参见图5图5A所示，BA滚动体2J上设有BC圆凸柱2J1。

参见图5、图5A所示，BB滚动体2K上设有BD圆凸柱2K1。BA滚动体2J上的BC圆凸柱2J1与BB滚动体2K上的BD圆凸柱2K1之间用于B簧片2E的一端穿过。

在本发明中，第二弹性元件2中的外滑块2C、内滑块2D和滚动体(2J、2K)形成第二横向滑块组。

在本发明中，第二横向滑块组沿导杆(2F、2G)运动，即第二横向滑块组在分布式片弹簧变刚度关节驱动器上作横向方向运动。

第三弹性元件3

参见图1、图6所示，第三弹性元件3包括有CA关节轴31、CB关节轴32、CC关节轴33、CD关节轴34、C上连杆3A、C下连杆3B、C外滑块3C、C内滑块3D、C簧片3E、CA导杆3F、CB导杆3G、C支架3H、CA滚动体3J、CB滚动体3K。

参见图6所示，C上连杆3A的一端设有用于CA关节轴31穿过的CA通孔3A1，C上连杆3A的另一端设有用于CB关节轴32穿过的CB通孔3A2。

参见图6所示，C下连杆3B的一端设有用于CC关节轴33穿过的CC通孔3B1，C下连杆3B的另一端设有用于CD关节轴34穿过的CD通孔3B2。

参见图6、图6A、图6C所示，C外滑块3C的上端设有CC凸台3C1和CD凸台3C2，CC凸台3C1与CD凸台3C2之间是CA凹槽3C3，该CA凹槽3C3用于放置C上连杆3A的另一端，CC凸台3C1上设有CK通孔3C11，该CK通孔3C11用于CB关节轴32穿过，CD凸台3C2上设有CL通孔3C21，该CL通孔3C21用于CB关节轴32穿过。C外滑块3C的下端设有CE凸台3C4和CF凸台3C5，CE凸台3C4与CF凸台3C5之间是CB凹槽3C6，该CB凹槽3C6用于放置C下连杆3B的一端，CE凸台3C4上设有用于CD关节轴34穿过的CM通孔3C41，CF凸台3C5上设有用于CD关节轴34穿过的CN通孔3C51，C外滑块3C的上端与下端的凸台结构是相同的。C外滑块3C上设有用于CA导杆3F的另一端穿过的CO通孔3C7，用于CB导杆3G的另一端穿过的CP通孔3C8；C外滑块3C的中部是CB矩形通孔3C9，该CB矩形通孔3C9用于用于C簧片3E的一端穿过。C外滑块3C的一面板上设有C沉头腔3C-1，C沉头腔3C-1内设有用于放置CA滚动体3J的CC卡孔3C-2，用于放置CB滚动体3K的CD卡孔3C-3；所述C沉头腔3C-1用于放置C内滑块3D，且CC卡孔3C-2与CA卡孔3D1配合，CD卡孔3C-3与CB卡孔3D2配合，CO通孔3C7与CI通孔3D3配合，CP通孔3C8与CJ通孔3D4配合。

参见图6、图6A、图6B所示，C内滑块3D的一面板上设有用于放置CA滚动体3J的CA卡孔3D1，用于放置CB滚动体3K的CB卡孔3D2；C内滑块3D上设有用于CA导杆3F的另一端穿过的CI通孔3D3，用于CB导杆3G的另一端穿过的CJ通孔3D4；C内滑块3D的中部是CA矩形通孔3D5，该CA矩形通孔3D5用于C簧片3E的一端穿过。

参见图6所示，C簧片3E的一端设有用于螺钉穿过的CE通孔3E1。

参见图6所示，CA导杆3F的一端设有CA圆凸柱3F1。该CA圆凸柱3F1用于限制C内滑块3D在CA导杆3F的滑动位置。

参见图6所示，CB导杆3G的一端设有CB圆凸柱3G1。该CB圆凸柱3G1用于限制C内滑块3D在CB导杆3G的滑动位置。

参见图6所示，C支架3H的CA支臂3H1上设有CF通孔3H11，通过在该CF通孔3H11中放置C螺钉6C实现将C支架3H的CA支臂3H1上与第六支撑件5F的EA支臂5F1固定；C支架3H的CB支臂3H2上设有CA凸台3H21和CB凸台3H22，CA凸台3H21上设有用于放置CA导杆3F另一端的CG通孔3H23，CB凸台3H22上设有用于放置CB导杆3G另一端的CH通孔3H24。

参见图6、图6A所示，CA滚动体3J上设有CC圆凸柱3J1。

参见图6、图6A所示，CB滚动体3K上设有CD圆凸柱3K1。CA滚动体3J上的CC圆凸柱3J1与CB滚动体3K上的CD圆凸柱3K1之间用于C簧片3E的一端穿过。

在本发明中，第三弹性元件3中的外滑块3C、内滑块3D和滚动体(3J、3K)形成第三横向滑块组。

在本发明中，第三横向滑块组沿导杆(3F、3G)运动，即第三横向滑块组在分布式片弹簧变刚度关节驱动器上作横向方向运动。

驱动组件4

参见图1、图2所示，驱动组件4包括有电机4E、电机支架(4F、4G)、联轴器4D、丝杠4A、丝杠滑块(4B、4C)、以及滚珠轴承(41、42、43、44)。DA滚珠轴承41安装在第一支撑件5A的EA轴承腔5A5中。DB滚珠轴承42安装在第七支撑件5G的ED轴承腔5G5中。DC滚珠轴承43安装在第六支撑件5F的EC轴承孔5F44中。DD滚珠轴承44安装在第二支撑件5B的EB轴承孔5B5中。所述电机4E选用两相混合式42系列步进电机，步距角1.8°。

参见图2所示，丝杠4A上设有左旋螺纹段4A1、右旋螺纹段4A2和光滑段4A3，光滑段4A3位于左旋螺纹段4A1与右旋螺纹段4A2之间。左旋螺纹段4A1上套接有上丝杠滑块4B，右旋螺纹段4A2上套接有下丝杠滑块4C，光滑段4A3处安装有第三支撑件5C、第五支撑件5E和第四支撑件5D。因为丝杠4A的一端通过联轴器4D实现与电机4E的输出轴连接，在电机4E的驱动下，套接在丝杠4A上的上丝杠滑块4B和下丝杠滑块4C能够实现相近或相离运动，如图1、图7所示。

参见图2A所示，上丝杠滑块4B与下丝杠滑块4C的结构相同。上丝杠滑块4B的中间是左旋螺纹孔4B7，该左旋螺纹孔4B7用于与丝杠4A上的左旋螺纹段4A1连接；DA丝杠滑块4B的圆盘边上设有DA支臂4B1、DB支臂4B2、DC支臂4B3、DD支臂4B4、DE支臂4B5、DF支臂4B6；DA支臂4B1上设有DA通孔4B11，该DA通孔4B11用于AA关节轴11穿过；DB支臂4B2上设有DB通孔4B21，该DB通孔4B21用于AA关节轴11穿过；DC支臂4B3上设有DC通孔4B31，该DC通孔4B31用于BA关节轴21穿过；DD支臂4B4上设有DD通孔4B41，该DD通孔4B41用于BA关节轴21穿过；DE支臂4B5上设有DE通孔4B51，该DE通孔4B51用于CA关节轴31穿过；DF支臂4B6上设有DF通孔4B61，该DF通孔4B61用于CA关节轴31穿过。

参见图2B所示，下丝杠滑块4C的中间是右旋螺纹孔4C7，该右旋螺纹孔4C7用于与丝杠4A上的右旋螺纹段4A2连接；DB丝杠滑块4C的圆盘边上设有DG支臂4C1、DH支臂4C2、DI支臂4C3、DJ支臂4C4、DK支臂4C5、DL支臂4C6；DG支臂4C1上设有DG通孔4C11，该DG通孔4C11用于AD关节轴14穿过；DH支臂4C2上设有DH通孔4C21，该DH通孔4C21用于AD关节轴14穿过；DI支臂4C3上设有DI通孔4C31，该DI通孔4C31用于BD关节轴24穿过；DJ支臂4C4上设有DJ通孔4C41，该DJ通孔4C41用于BD关节轴24穿过；DK支臂4C5上设有DK通孔4C51，该DK通孔4C51用于CD关节轴34穿过；DL支臂4C6上设有DL通孔4C61，该DL通孔4C61用于CD关节轴34穿过。

参见图2C所示，DA电机支架4F与DB电机支架4G的结构相同。DA电机支架4F为“工”字结构，DA电机支架4F的DA横板4F2与DB横板4F3之间是DA立板4F1。DA横板4F2通过螺钉(F螺钉6F、G螺钉6G)固定在第二支撑件5B的下面板上，DB横板4F3通过螺钉(D螺钉6D、E螺钉6E)固定在电机4E的机壳上。

参见图2D所示，DB电机支架4G为“工”字结构，DB电机支架4G的DC横板4G2与DD横板4G3之间是DB立板4G1。DC横板4G2通过螺钉(J螺钉6J、K螺钉6K)固定在第二支撑件5B的下面板上，DD横板4G3通过螺钉(I螺钉6I、H螺钉6H)固定在电机4E的机壳上。

在本发明中，驱动组件4的联轴器4D一端固定在电机4E的输出轴上，联轴器4D的另一端固定有丝杠4A的一端，丝杠4A的另一端顺次穿过DD滚珠轴承44(所述DD滚珠轴承44安装在第二支撑件5B的EB轴承腔5B5中)、DC滚珠轴承43(所述DC滚珠轴承43安装在第六支撑件5F的EC轴承腔5F44中)、下丝杠滑块4C、第四支撑件5D、第五支撑件5E、第三支撑件5C、上丝杠滑块4B以及DB滚珠轴承42(所述DB滚珠轴承42安装在第七支撑件5G的ED轴承腔5G5中)。

在本发明中，丝杠4A上的螺纹分为左右旋两种结构，与丝杠4A配合的丝杠滑块(4B、4C)能够同时沿丝杠4A轴向作相近相离运动，即丝杠滑块(4B、4C)在分布式片弹簧变刚度关节驱动器上作纵向方向运动。

关节骨架5

参见图1、图3所示，关节骨架5包括有AA固定外杆51、AB固定外杆52、AC固定外杆53、BA固定内杆54、BB固定内杆55、BC固定外杆56、第一支撑件5A、第二支撑件5B、第三支撑件5C、第四支撑件5D、第五支撑件5E、第六支撑件5F和第七支撑件5G。其中，AA固定外杆51、AB固定外杆52和AC固定外杆53的结构相同，即固定外杆的两端和中部设有螺纹，该螺纹用于套接螺钉。BA固定内杆54、BB固定内杆55和BC固定外杆56的结构相同，即固定内杆的两端和中部设有螺纹，该螺纹用于套接螺钉。

参见图1、图3A、图3B所示，第一支撑件5A的EA圆盘体5A1上设有用于AA固定外杆51的上端穿过的EA通孔5A2、用于AB固定外杆52的上端穿过的EB通孔5A3、用于AC固定外杆53的上端穿过的EC通孔5A4，第一支撑件5A的EA圆盘体5A1的下面板上设有用于安装DA滚珠轴承41的EA轴承腔5A5。在本发明中，第一支撑件5A作为驱动器的第一个输出端，能够在第一支撑件5A上安装任意载体。

参见图1、图3C、图3D所示，第二支撑件5B的EB圆盘体5B1上设有用于AA固定外杆51的下端穿过的ED通孔5B2、用于AB固定外杆52的下端穿过的EE通孔5B3、用于AC固定外杆53的下端穿过的EF通孔5B4，第二支撑件5B的EB圆盘体5B1的上面板上设有用于安装DD滚珠轴承44的EB轴承腔5B5。第二支撑件5B的EB圆盘体5B1的下面板上设有用于丝杠4A穿过的中心通孔5B6，即EB轴承腔5B5的中部是中心通孔5B6，该中心通孔5B6用于丝杠4A穿过。

参见图1、图3E、图3F所示，第三支撑件5C的EC圆盘体5C1上设有用于丝杠4A穿过有EG通孔5C2，第三支撑件5C的EC圆盘体5C1的圆周面板上均匀分布设有三个用于安装三根滑杆的盲孔，即第二弹性元件2的BA导杆2F的一端安装在EA盲孔5C3中。

参见图1、图3G、图3H所示，第四支撑件5D的ED圆盘体5D1上设有用于丝杠4A穿过有EH通孔5D2，第四支撑件5D的ED圆盘体5D1的圆周面板上均匀分布设有三个用于安装三根滑杆的盲孔，即第二弹性元件2的BB导杆2G的一端安装在EB盲孔5D3中。

参见图1、图3I、图3J所示，第五支撑件5E为三角形构型。第五支撑件5E上设有EA簧片夹板5E1，该EA簧片夹板5E1的中部设有EA间隙5E11，EA间隙5E1用于放置第一弹性元件1的A簧片1E的一端，EA簧片夹板5E1的侧面板上设有EA螺钉用通孔5E12，通过在EA螺钉用通孔5E12中放置螺钉，然后配合螺母实现将第一弹性元件1的A簧片1E的一端夹紧在EA簧片夹板5E1上。

第五支撑件5E上设有EB簧片夹板5E2，该EB簧片夹板5E2的中部设有EB间隙5E21，EB间隙5E2用于放置第二弹性元件2的B簧片2E，EB簧片夹板5E2的侧面板上设有EB螺钉用通孔5E22，通过在EB螺钉用通孔5E22中放置螺钉，然后配合螺母实现将第二弹性元件2的B簧片2E的一端夹紧在EB簧片夹板5E2上。

第五支撑件5E上设有EC簧片夹板5E3，该EC簧片夹板5E3的中部设有EC间隙5E31，EC间隙5E3用于放置第三弹性元件3的C簧片3E，EC簧片夹板5E3的侧面板上设有EC螺钉用通孔5E32，通过在EC螺钉用通孔5E32中放置螺钉，然后配合螺母实现将第三弹性元件3的C簧片3E的一端夹紧在EC簧片夹板5E3上。

第五支撑件5E上设有用于AA固定外杆51穿过的EI通孔5E4，用于AB固定外杆52穿过的EJ通孔5E5，用于AC固定外杆53穿过的EK通孔5E6，用于丝杠4A穿过的EL通孔5E7。

参见图1、图3K、图3L所示，第六支撑件5F为三角形构型。第六支撑件5F上设有EE圆盘体5F4，该EE圆盘体5F4上设有用于BA固定内杆54的下端穿过的EA沉头通孔5F41，用于BB固定内杆55的下端穿过的EB沉头通孔5F42，用于BC固定内杆56的下端穿过的EC沉头通孔5F43，用于放置DC滚珠轴承43的EC轴承腔5F44，用于丝杠4A穿过的EM通孔5F45，该EM通孔5F45设在EC轴承腔5F44的中部；EE圆盘体5F4的下面板上设有EA轴承圆环5F46，该EA轴承圆环5F46套接在DD滚珠轴承44的内圈上；第六支撑件5F上设有EA支臂5F1、EB支臂5F2和EC支臂5F3；该EA支臂5F1用于安装第一弹性元件1的A支架1H的AA支臂1H1；该EB支臂5F2用于安装第二弹性元件2的B支架2H的BA臂2H1；该EC支臂5F3用于安装第三弹性元件3的C支架3H的CA支臂3H1。另外，第六支撑件5F的EA支臂5F1上设有与外部载体固定用的EA安装孔5F11，EB支臂5F2上设有与外部载体固定用的EB安装孔5F21，EC支臂5F3上设有与外部载体固定用的EC安装孔5F31。在本发明中，第六支撑件5F作为驱动器的第二个输出端，能够在第六支撑件5F的三个支臂(5F1、5F2、5F3)的安装孔(5F11、5F21、5F31)上安装任意载体。

参见图1、图3M、图3N所示，第七支撑件5G的EF圆盘体5G1上设有用于BA固定内杆54的上端穿过的EN通孔5G2，用于BB固定内杆55的上端穿过的EO通孔5G3，用于BC固定内杆56的上端穿过的EP通孔5G4，EF圆盘体5G1的下面板上设有用于放置DB滚珠轴承42的ED轴承腔5G5，第七支撑件5G的凸台体5G6上设有EB轴承圆环5G7，该EB轴承圆环5G7套接在DA滚珠轴承41的内圈上。

本发明设计的变刚度关节驱动器的运动方式为：

在本发明中，在电机4A的驱动下，丝杠4A顺时针运动，上丝杠滑块4B向下运动，而下丝杠滑块4C向上运动，且两者运动的速度相同；在上丝杠滑块4B与下丝杠滑块4C的相近运动(图7所示)过程中，三个横向滑块组作同速径向离心运动。

在本发明中，在电机4A的驱动下，丝杠4A逆时针运动，上丝杠滑块4B向上运动，而下丝杠滑块4C向下运动，且两者运动的速度相同；在上丝杠滑块4B与下丝杠滑块4C的相离运动(图1所示)过程中，三个横向滑块组作同速径向近心运动。参见图1B所示，所述同速径向离心或者所述同速径向近心中的“心“是指第五支撑件5E的中心点O。

本发明设计的一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，所要解决的是如何改变输出端的扭转刚度的技术问题，本发明设计的变刚度关节驱动器通过“丝杠-滑块-连杆-滑块”机构，能够实现电机转动转化为与电机输出轴垂直方向的滑块移动，从而使簧片的有效力臂发生改变，使得输出端的扭转刚度发生改变。本发明中的弹性元件的柔顺性可以在变刚度关节驱动器***运动中起到抑制震动作用，从而能够提高***稳定性。本发明设计的变刚度关节驱动器能够应用在机器运动端关节，其弹性缓冲作用可以降低运动端的瞬间作用力，从而提高了安全性。

Claims (6)

1.一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，其特征在于：该驱动器包括有第一弹性元件(1)、第二弹性元件(2)、第三弹性元件(3)、驱动组件(4)和关节骨架(5)；其中，第一弹性元件(1)、第二弹性元件(2)和第三弹性元件(3)的结构相同；

第一弹性元件(1)包括有AA关节轴(11)、AB关节轴(12)、AC关节轴(13)、AD关节轴(14)、A上连杆(1A)、A下连杆(1B)、A外滑块(1C)、A内滑块(1D)、A簧片(1E)、AA导杆(1F)、AB导杆(1G)、A支架(1H)、AA滚动体(1J)、AB滚动体(1K)；

A上连杆(1A)的一端设有用于AA关节轴(11)穿过的AA通孔(1A1)，A上连杆(1A)的另一端设有用于AB关节轴(12)穿过的AB通孔(1A2)；

A下连杆(1B)的一端设有用于AC关节轴(13)穿过的AC通孔(1B1)，A下连杆(1B)的另一端设有用于AD关节轴(14)穿过的AD通孔(1B2)；

A外滑块(1C)的上端设有AC凸台(1C1)和AD凸台(1C2)，AC凸台(1C1)与AD凸台(1C2)之间是AA凹槽(1C3)，该AA凹槽(1C3)用于放置A上连杆(1A)的另一端，AC凸台(1C1)上设有AK通孔(1C11)，该AK通孔(1C11)用于AB关节轴(12)穿过，AD凸台(1C2)上设有AL通孔(1C21)，该AL通孔(1C21)用于AB关节轴(12)穿过；A外滑块(1C)的下端设有AE凸台(1C4)和AF凸台(1C5)，AE凸台(1C4)与AF凸台(1C5)之间是AB凹槽(1C6)，该AB凹槽(1C6)用于放置A下连杆(1B)的一端，AE凸台(1C4)上设有用于AD关节轴(14)穿过的AM通孔(1C41)，AF凸台(1C5)上设有用于AD关节轴(14)穿过的AN通孔(1C51)，A外滑块(1C)的上端与下端的凸台结构是相同的；A外滑块(1C)上设有用于AA导杆(1F)的另一端穿过的AO通孔(1C7)，用于AB导杆(1G)的另一端穿过的AP通孔(1C8)；A外滑块(1C)的中部是AB矩形通孔(1C9)，该AB矩形通孔(1C9)用于用于A簧片(1E)的一端穿过；A外滑块(1C)的一面板上设有A沉头腔(1C-1)，A沉头腔(1C-1)内设有用于放置AA滚动体(1J)的AC卡孔(1C-2)，用于放置AB滚动体(1K)的AD卡孔(1C-3)；所述A沉头腔(1C-1)用于放置A内滑块(1D)，且AC卡孔(1C-2)与AA卡孔(1D1)配合，AD卡孔(1C-3)与AB卡孔(1D2)配合，AO通孔(1C7)与AI通孔(1D3)配合，AP通孔(1C8)与AJ通孔(1D4)配合；

A内滑块(1D)的一面板上设有用于放置AA滚动体(1J)的AA卡孔(1D1)，用于放置AB滚动体(1K)的AB卡孔(1D2)；A内滑块(1D)上设有用于AA导杆(1F)的另一端穿过的AI通孔(1D3)，用于AB导杆(1G)的另一端穿过的AJ通孔(1D4)；A内滑块(1D)的中部是AA矩形通孔(1D5)，该AA矩形通孔(1D5)用于A簧片(1E)的一端穿过；

A簧片(1E)的一端设有用于螺钉穿过的AE通孔(1E1)；

AA导杆(1F)的一端设有AA圆凸柱(1F1)；该AA圆凸柱(1F1)用于限制A内滑块(1D)在AA导杆(1F)的滑动位置；

AB导杆(1G)的一端设有AB圆凸柱(1G1)；该AB圆凸柱(1G1)用于限制A内滑块(1D)在AB导杆(1G)的滑动位置；

A支架(1H)的AA支臂(1H1)上设有AF通孔(1H11)，通过在该AF通孔(1H11)中放置A螺钉(6A)实现将A支架(1H)的AA支臂(1H1)上与第六支撑件(5F)的EA支臂(5F1)固定；A支架(1H)的AB支臂(1H2)上设有AA凸台(1H21)和AB凸台(1H22)，AA凸台(1H21)上设有用于放置AA导杆(1F)另一端的AG通孔(1H23)，AB凸台(1H22)上设有用于放置AB导杆(1G)另一端的AH通孔(1H24)；

AA滚动体(1J)上设有AC圆凸柱(1J1)；

AB滚动体(1K)上设有AD圆凸柱(1K1)；AA滚动体(1J)上的AC圆凸柱(1J1)与AB滚动体(1K)上的AD圆凸柱(1K1)之间用于A簧片(1E)的一端穿过；

第二弹性元件(2)包括有BA关节轴(21)、BB关节轴(22)、BC关节轴(23)、BD关节轴(24)、B上连杆(2A)、B下连杆(2B)、B外滑块(2C)、B内滑块(2D)、B簧片(2E)、BA导杆(2F)、BB导杆(2G)、B支架(2H)、BA滚动体(2J)、BB滚动体(2K)；

B上连杆(2A)的一端设有用于BA关节轴(21)穿过的BA通孔(2A1)，B上连杆(2A)的另一端设有用于BB关节轴(22)穿过的BB通孔(2A2)；

B下连杆(2B)的一端设有用于BC关节轴(23)穿过的BC通孔(2B1)，B下连杆(2B)的另一端设有用于BD关节轴(24)穿过的BD通孔(2B2)；

B外滑块(2C)的上端设有BC凸台(2C1)和BD凸台(2C2)，BC凸台(2C1)与BD凸台(2C2)之间是BA凹槽(2C3)，该BA凹槽(2C3)用于放置B上连杆(2A)的另一端，BC凸台(2C1)上设有BK通孔(2C11)，该BK通孔(2C11)用于BB关节轴(22)穿过，BD凸台(2C2)上设有BL通孔(2C21)，该BL通孔(2C21)用于BB关节轴(22)穿过；B外滑块(2C)的下端设有BE凸台(2C4)和BF凸台(2C5)，BE凸台(2C4)与BF凸台(2C5)之间是BB凹槽(2C6)，该BB凹槽(2C6)用于放置B下连杆(2B)的一端，BE凸台(2C4)上设有用于BD关节轴(24)穿过的BM通孔(2C41)，BF凸台(2C5)上设有用于BD关节轴(24)穿过的BN通孔(2C51)，B外滑块(2C)的上端与下端的凸台结构是相同的；B外滑块(2C)上设有用于BA导杆(2F)的另一端穿过的BO通孔(2C7)，用于BB导杆(2G)的另一端穿过的BP通孔(2C8)；B外滑块(2C)的中部是BB矩形通孔(2C9)，该BB矩形通孔(2C9)用于用于B簧片(2E)的一端穿过；B外滑块(2C)的一面板上设有B沉头腔(2C-1)，B沉头腔(2C-1)内设有用于放置BA滚动体(2J)的BC卡孔(2C-2)，用于放置BB滚动体(2K)的BD卡孔(2C-3)；所述B沉头腔(2C-1)用于放置B内滑块(2D)，且BC卡孔(2C-2)与BA卡孔(2D1)配合，BD卡孔(2C-3)与BB卡孔(2D2)配合，BO通孔(2C7)与BI通孔(2D3)配合，BP通孔(2C8)与BJ通孔(2D4)配合；

B内滑块2D的一面板上设有用于放置BA滚动体2J的BA卡孔2D1，用于放置BB滚动体2K的BB卡孔2D2；B内滑块2D上设有用于BA导杆2F的另一端穿过的BI通孔2D3，用于BB导杆2G的另一端穿过的BJ通孔2D4；B内滑块2D的中部是BA矩形通孔2D5，该BA矩形通孔2D5用于B簧片2E的一端穿过；

B簧片2E的一端设有用于螺钉穿过的BE通孔2E1；

BA导杆2F的一端设有BA圆凸柱2F1；该BA圆凸柱2F1用于限制B内滑块2D在BA导杆2F的滑动位置；

BB导杆2G的一端设有BB圆凸柱2G1；该BB圆凸柱2G1用于限制B内滑块2D在BB导杆2G的滑动位置；

B支架2H的BA支臂2H1上设有BF通孔2H11，通过在该BF通孔2H11中放置B螺钉6B实现将B支架2H的BA支臂2H1上与第六支撑件5F的EA支臂5F1固定；B支架2H的BB支臂2H2上设有BA凸台2H21和BB凸台2H22，BA凸台2H21上设有用于放置BA导杆2F另一端的BG通孔2H23，BB凸台2H22上设有用于放置BB导杆2G另一端的BH通孔2H24；

BA滚动体2J上设有BC圆凸柱2J1；

BB滚动体2K上设有BD圆凸柱2K1；BA滚动体2J上的BC圆凸柱2J1与BB滚动体2K上的BD圆凸柱2K1之间用于B簧片2E的一端穿过；

第三弹性元件(3)包括有CA关节轴(31)、CB关节轴(32)、CC关节轴(33)、CD关节轴(34)、C上连杆(3A)、C下连杆(3B)、C外滑块(3C)、C内滑块(3D)、C簧片(3E)、CA导杆(3F)、CB导杆(3G)、C支架(3H)、CA滚动体(3J)、CB滚动体(3K)；

C上连杆3A的一端设有用于CA关节轴31穿过的CA通孔3A1，C上连杆3A的另一端设有用于CB关节轴32穿过的CB通孔3A2；

C下连杆3B的一端设有用于CC关节轴33穿过的CC通孔3B1，C下连杆3B的另一端设有用于CD关节轴34穿过的CD通孔3B2；

C外滑块3C的上端设有CC凸台3C1和CD凸台3C2，CC凸台3C1与CD凸台3C2之间是CA凹槽3C3，该CA凹槽3C3用于放置C上连杆3A的另一端，CC凸台3C1上设有CK通孔3C11，该CK通孔3C11用于CB关节轴32穿过，CD凸台3C2上设有CL通孔3C21，该CL通孔3C21用于CB关节轴32穿过；C外滑块3C的下端设有CE凸台3C4和CF凸台3C5，CE凸台3C4与CF凸台3C5之间是CB凹槽3C6，该CB凹槽3C6用于放置C下连杆3B的一端，CE凸台3C4上设有用于CD关节轴34穿过的CM通孔3C41，CF凸台3C5上设有用于CD关节轴34穿过的CN通孔3C51，C外滑块3C的上端与下端的凸台结构是相同的；C外滑块3C上设有用于CA导杆3F的另一端穿过的CO通孔3C7，用于CB导杆3G的另一端穿过的CP通孔3C8；C外滑块3C的中部是CB矩形通孔3C9，该CB矩形通孔3C9用于用于C簧片3E的一端穿过；C外滑块3C的一面板上设有C沉头腔3C-1，C沉头腔3C-1内设有用于放置CA滚动体3J的CC卡孔3C-2，用于放置CB滚动体3K的CD卡孔3C-3；所述C沉头腔3C-1用于放置C内滑块3D，且CC卡孔3C-2与CA卡孔3D1配合，CD卡孔3C-3与CB卡孔3D2配合，CO通孔3C7与CI通孔3D3配合，CP通孔3C8与CJ通孔3D4配合；

C内滑块3D的一面板上设有用于放置CA滚动体3J的CA卡孔3D1，用于放置CB滚动体3K的CB卡孔3D2；C内滑块3D上设有用于CA导杆3F的另一端穿过的CI通孔3D3，用于CB导杆3G的另一端穿过的CJ通孔3D4；C内滑块3D的中部是CA矩形通孔3D5，该CA矩形通孔3D5用于C簧片3E的一端穿过；

C簧片3E的一端设有用于螺钉穿过的CE通孔3E1；

CA导杆3F的一端设有CA圆凸柱3F1；该CA圆凸柱3F1用于限制C内滑块3D在CA导杆3F的滑动位置；

CB导杆3G的一端设有CB圆凸柱3G1；该CB圆凸柱3G1用于限制C内滑块3D在CB导杆3G的滑动位置；

C支架3H的CA支臂3H1上设有CF通孔3H11，通过在该CF通孔3H11中放置C螺钉6C实现将C支架3H的CA支臂3H1上与第六支撑件5F的EA支臂5F1固定；C支架3H的CB支臂3H2上设有CA凸台3H21和CB凸台3H22，CA凸台3H21上设有用于放置CA导杆3F另一端的CG通孔3H23，CB凸台3H22上设有用于放置CB导杆3G另一端的CH通孔3H24；

CA滚动体3J上设有CC圆凸柱3J1；

CB滚动体3K上设有CD圆凸柱3K1；CA滚动体3J上的CC圆凸柱3J1与CB滚动体3K上的CD圆凸柱3K1之间用于C簧片3E的一端穿过；

驱动组件(4)包括有电机(4E)、电机支架(4F、4G)、联轴器(4D)、丝杠(4A)、丝杠滑块(4B、4C)、以及滚珠轴承(41、42、43、44)；DA滚珠轴承(41)安装在第一支撑件(5A)的EA轴承腔(5A5)中；DB滚珠轴承(42)安装在第七支撑件(5G)的ED轴承腔(5G5)中；DC滚珠轴承(43)安装在第六支撑件(5F)的EC轴承孔(5F44)中；DD滚珠轴承(44)安装在第二支撑件(5B)的EB轴承孔(5B5)中；

丝杠4A上设有左旋螺纹段4A1、右旋螺纹段4A2和光滑段4A3，光滑段4A3位于左旋螺纹段4A1与右旋螺纹段4A2之间；左旋螺纹段4A1上套接有上丝杠滑块4B，右旋螺纹段4A2上套接有下丝杠滑块4C，光滑段4A3处安装有第三支撑件5C、第五支撑件5E和第四支撑件5D；

上丝杠滑块4B与下丝杠滑块4C的结构相同；上丝杠滑块4B的中间是左旋螺纹孔4B7，该左旋螺纹孔4B7用于与丝杠4A上的左旋螺纹段4A1连接；DA丝杠滑块4B的圆盘边上设有DA支臂4B1、DB支臂4B2、DC支臂4B3、DD支臂4B4、DE支臂4B5、DF支臂4B6；DA支臂4B1上设有DA通孔4B11，该DA通孔4B11用于AA关节轴11穿过；DB支臂4B2上设有DB通孔4B21，该DB通孔4B21用于AA关节轴11穿过；DC支臂4B3上设有DC通孔4B31，该DC通孔4B31用于BA关节轴21穿过；DD支臂4B4上设有DD通孔4B41，该DD通孔4B41用于BA关节轴21穿过；DE支臂4B5上设有DE通孔4B51，该DE通孔4B51用于CA关节轴31穿过；DF支臂4B6上设有DF通孔4B61，该DF通孔4B61用于CA关节轴31穿过；

下丝杠滑块4C的中间是右旋螺纹孔4C7，该右旋螺纹孔4C7用于与丝杠4A上的右旋螺纹段4A2连接；DB丝杠滑块4C的圆盘边上设有DG支臂4C1、DH支臂4C2、DI支臂4C3、DJ支臂4C4、DK支臂4C5、DL支臂4C6；DG支臂4C1上设有DG通孔4C11，该DG通孔4C11用于AD关节轴14穿过；DH支臂4C2上设有DH通孔4C21，该DH通孔4C21用于AD关节轴14穿过；DI支臂4C3上设有DI通孔4C31，该DI通孔4C31用于BD关节轴24穿过；DJ支臂4C4上设有DJ通孔4C41，该DJ通孔4C41用于BD关节轴24穿过；DK支臂4C5上设有DK通孔4C51，该DK通孔4C51用于CD关节轴34穿过；DL支臂4C6上设有DL通孔4C61，该DL通孔4C61用于CD关节轴34穿过；

DA电机支架4F与DB电机支架4G的结构相同；DA电机支架4F为“工”字结构，DA电机支架4F的DA横板4F2与DB横板4F3之间是DA立板4F1；DA横板4F2通过螺钉(F螺钉6F、G螺钉6G)固定在第二支撑件5B的下面板上，DB横板4F3通过螺钉(D螺钉6D、E螺钉6E)固定在电机4E的机壳上；

DB电机支架4G为“工”字结构，DB电机支架4G的DC横板4G2与DD横板4G3之间是DB立板4G1；DC横板4G2通过螺钉(J螺钉6J、K螺钉6K)固定在第二支撑件5B的下面板上，DD横板4G3通过螺钉(I螺钉6I、H螺钉6H)固定在电机4E的机壳上；

关节骨架(5)包括有AA固定外杆(51)、AB固定外杆(52)、AC固定外杆(53)、BA固定内杆(54)、BB固定内杆(55)、BC固定外杆(56)、第一支撑件(5A)、第二支撑件(5B)、第三支撑件(5C)、第四支撑件(5D)、第五支撑件(5E)、第六支撑件(5F)和第七支撑件(5G)；其中，AA固定外杆(51)、AB固定外杆(52)和AC固定外杆(53)的结构相同，即固定外杆的两端和中部设有螺纹，该螺纹用于套接螺钉；BA固定内杆(54)、BB固定内杆(55)和BC固定外杆(56)的结构相同，即固定内杆的两端和中部设有螺纹，该螺纹用于套接螺钉；

第一支撑件5A的EA圆盘体5A1上设有用于AA固定外杆51的上端穿过的EA通孔5A2、用于AB固定外杆52的上端穿过的EB通孔5A3、用于AC固定外杆53的上端穿过的EC通孔5A4，第一支撑件5A的EA圆盘体5A1的下面板上设有用于安装DA滚珠轴承41的EA轴承腔5A5；

第二支撑件5B的EB圆盘体5B1上设有用于AA固定外杆51的下端穿过的ED通孔5B2、用于AB固定外杆52的下端穿过的EE通孔5B3、用于AC固定外杆53的下端穿过的EF通孔5B4，第二支撑件5B的EB圆盘体5B1的上面板上设有用于安装DD滚珠轴承44的EB轴承腔5B5；第二支撑件5B的EB圆盘体5B1的下面板上设有用于丝杠4A穿过的中心通孔5B6，即EB轴承腔5B5的中部是中心通孔5B6，该中心通孔5B6用于丝杠4A穿过；

第三支撑件5C的EC圆盘体5C1上设有用于丝杠4A穿过有EG通孔5C2，第三支撑件5C的EC圆盘体5C1的圆周面板上均匀分布设有三个用于安装三根滑杆的盲孔，即第二弹性元件2的BA导杆2F的一端安装在EA盲孔5C3中；

第四支撑件5D的ED圆盘体5D1上设有用于丝杠4A穿过有EH通孔5D2，第四支撑件5D的ED圆盘体5D1的圆周面板上均匀分布设有三个用于安装三根滑杆的盲孔，即第二弹性元件2的BB导杆2G的一端安装在EB盲孔5D3中；

第五支撑件5E为三角形构型；第五支撑件5E上设有EA簧片夹板5E1，该EA簧片夹板5E1的中部设有EA间隙5E11，EA间隙5E1用于放置第一弹性元件1的A簧片1E的一端，EA簧片夹板5E1的侧面板上设有EA螺钉用通孔5E12，通过在EA螺钉用通孔5E12中放置螺钉，然后配合螺母实现将第一弹性元件1的A簧片1E的一端夹紧在EA簧片夹板5E1上；第五支撑件5E上设有EB簧片夹板5E2，该EB簧片夹板5E2的中部设有EB间隙5E21，EB间隙5E2用于放置第二弹性元件2的B簧片2E，EB簧片夹板5E2的侧面板上设有EB螺钉用通孔5E22，通过在EB螺钉用通孔5E22中放置螺钉，然后配合螺母实现将第二弹性元件2的B簧片2E的一端夹紧在EB簧片夹板5E2上；第五支撑件5E上设有EC簧片夹板5E3，该EC簧片夹板5E3的中部设有EC间隙5E31，EC间隙5E3用于放置第三弹性元件3的C簧片3E，EC簧片夹板5E3的侧面板上设有EC螺钉用通孔5E32，通过在EC螺钉用通孔5E32中放置螺钉，然后配合螺母实现将第三弹性元件3的C簧片3E的一端夹紧在EC簧片夹板5E3上；第五支撑件5E上设有用于AA固定外杆51穿过的EI通孔5E4，用于AB固定外杆52穿过的EJ通孔5E5，用于AC固定外杆53穿过的EK通孔5E6，用于丝杠4A穿过的EL通孔5E7；

第六支撑件5F为三角形构型；第六支撑件5F上设有EE圆盘体5F4，该EE圆盘体5F4上设有用于BA固定内杆54的下端穿过的EA沉头通孔5F41，用于BB固定内杆55的下端穿过的EB沉头通孔5F42，用于BC固定内杆56的下端穿过的EC沉头通孔5F43，用于放置DC滚珠轴承43的EC轴承腔5F44，用于丝杠4A穿过的EM通孔5F45，该EM通孔5F45设在EC轴承腔5F44的中部；EE圆盘体5F4的下面板上设有EA轴承圆环5F46，该EA轴承圆环5F46套接在DD滚珠轴承44的内圈上；第六支撑件5F上设有EA支臂5F1、EB支臂5F2和EC支臂5F3；该EA支臂5F1用于安装第一弹性元件1的A支架1H的AA支臂1H1；该EB支臂5F2用于安装第二弹性元件2的B支架2H的BA臂2H1；该EC支臂5F3用于安装第三弹性元件3的C支架3H的CA支臂3H1；另外，第六支撑件5F的EA支臂5F1上设有与外部载体固定用的EA安装孔5F11，EB支臂5F2上设有与外部载体固定用的EB安装孔5F21，EC支臂5F3上设有与外部载体固定用的EC安装孔5F31；

第七支撑件5G的EF圆盘体5G1上设有用于BA固定内杆54的上端穿过的EN通孔5G2，用于BB固定内杆55的上端穿过的EO通孔5G3，用于BC固定内杆56的上端穿过的EP通孔5G4，EF圆盘体5G1的下面板上设有用于放置DB滚珠轴承42的ED轴承腔5G5，第七支撑件5G的凸台体5G6上设有EB轴承圆环5G7，该EB轴承圆环5G7套接在DA滚珠轴承41的内圈上。

2.根据权利要求1所述的一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，其特征在于：第一弹性元件(1)中的外滑块(1C)、内滑块(1D)、AA滚动体(1J)和AB滚动体(1K)形成第一横向滑块组；第二弹性元件(2)中的外滑块(2C)、内滑块(2D)、BA滚动体(2J)和BB滚动体(2K)形成第二横向滑块组；第三弹性元件(3)中的外滑块(3C)、内滑块(3D)、CA滚动体(3J)和CB滚动体(3K)形成第三横向滑块组；所述第一横向滑块组在导杆(1F、1G)上作横向方向运动；所述第二横向滑块组在导杆(2F、2G)上作横向方向运动；所述第三横向滑块组在导杆(3F、3G)上作横向方向运动；丝杠滑块(4B、4C)在丝杠(4A)上作纵向方向运动。

3.根据权利要求1所述的一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，其特征在于：在电机(4A)的驱动下，丝杠(4A)逆时针运动，上丝杠滑块(4B)向上运动，而下丝杠滑块(4C)向下运动，且两者运动的速度相同；在上丝杠滑块(4B)与下丝杠滑块(4C)的相离运动过程中，三个横向滑块组作同速径向近心运动。

4.根据权利要求1所述的一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，其特征在于：在电机(4A)的驱动下，丝杠(4A)顺时针运动，上丝杠滑块(4B)向下运动，而下丝杠滑块(4C)向上运动，且两者运动的速度相同；在上丝杠滑块(4B)与下丝杠滑块(4C)的相近运动过程中，三个横向滑块组作同速径向离心运动。

5.根据权利要求1所述的一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，其特征在于：第一支撑件(5A)作为驱动器的第一个输出端，第六支撑件(5F)作为驱动器的第二个输出端。

6.根据权利要求1所述的一种基于左右旋丝杠-滑块连杆机构的分布式片弹簧变刚度关节驱动器，其特征在于：电机(4E)选用两相混合式42系列步进电机，步距角1.8°。