【19】中華民國 【12】專利公報 （B）
【11】證書號數：I668381
【45】公告日： 中華民國 108 (2019) 年 08 月 11 日
【51】Int. Cl.： F16F15/04 B25J19/06
(2006.01) (2006.01)
F02N15/04 (2006.01)
發明 全 12 頁
【54】名 稱：平面彈簧及旋轉式串聯彈性致動器
PLANAR SPRING AND ROTATING SERIES ELASTIC ACTUATOR
【21】申請案號：107141085 【22】申請日： 中華民國 107 (2018) 年 11 月 19 日
【72】發 明 人： 藍兆杰 (TW) LAN, CHAO-CHIEH
【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY
臺南市東區大學路 1 號
【74】代 理 人： 桂齊恆；林景郁
【56】參考文獻：
US 08028409B2 US 09772240B2
US 08683680B2 US 20130208369A1 審查人員：林碧鴻
【57】申請專利範圍
1. 一種平面彈簧，其具有： 一外環； 一內環，係設於該外環內，該內環界定有一中心點 以及通過該中心點之一中心線，該內環與該外環之間具有一活動空間；以及 兩扭轉彈性 體，係設於該內環與該外環之間的活動空間內，兩所述扭轉彈性體位於該中心線的相對 兩側且呈對稱狀排列，兩所述扭轉彈性體之間具有一間距，每一所述扭轉彈性體包括一 外環連接端部、一內環連接端部以及一撓性條，所述撓性條位於所述外環連接端部與所 述內環連接端部之間，所述外環連接端部連接該外環的內周緣並具有一第一連接點，所 述內環連接端部連接該內環的外周緣並具有一第二連接點，所述第一連接點至該中心點 的連線與所述第二連接點至該中心點的連線的夾角小於 180 度且大於或等於 90 度。
2. 如請求項 1 所述之平面彈簧，其中，兩所述扭轉彈性體的外環連接端部相鄰且具有一第 一間距，兩所述扭轉彈性體的內環連接端部相鄰且具有一第二間距。
3. 如請求項 1 或 2 所述之平面彈簧，其中，所述扭轉彈性體的撓性條形成圓弧狀。
4. 如請求項 1 或 2 所述之平面彈簧，其中，所述扭轉彈性體的撓性條中形成一 U 形彎曲 段，所述 U 形彎曲段朝向該外環方向凸伸。
5. 如請求項 1 或 2 所述之平面彈簧，其中，所述扭轉彈性體的撓性條中形成複數 U 形彎曲 段，複數所述 U 形彎曲段係間隔排列，且所述 U 形彎曲段朝向該外環方向凸伸。
6. 如請求項 5 所述之平面彈簧，其中，所述扭轉彈性體於相鄰的兩所述 U 形彎曲段中之任 一所述 U 形彎曲段面向另一所述 U 形彎曲段之側面上形成一延伸凸部。
7. 如請求項 1 或 2 所述之平面彈簧，其中，所述扭轉彈性體的撓性條中形成複數 U 形彎曲 段，複數所述 U 形彎曲段係間隔排列，且所述 U 形彎曲段朝向該外環方向凸伸，兩所述 扭轉彈性體的外環連接端部各形成一 U 形彎折區段，兩所述 U 形彎折區段互朝相異方向 凸伸。
8. 如請求項 7 所述之平面彈簧，其中，所述扭轉彈性體於相鄰的兩所述 U 形彎曲段中之任 一所述 U 形彎曲段面向另一所述 U 形彎曲段之側面上形成一延伸凸部。
- 3697 -
9. 一種旋轉式串聯彈性致動器，其包括： 一馬達式驅動機組，其包括一驅動軸； 一負載 輸出軸，係與該驅動軸平行設置； 一如請求項 1 至 8 中任一項所述的平面彈簧，所述平 面彈簧的內環連接該驅動軸，所述平面彈簧的外環連接該負載輸出軸； 一第一角度感測 元件，係設於該驅動軸的側邊，且能量測該驅動軸的旋轉角度；以及 一第二角度感測元 件，係設於該負載輸出軸的側邊，且能量測該負載輸出軸的旋轉角度；藉以依據該第一 角度感測元件量測該驅動軸的旋轉角度與該第二角度感測元件量測該負載輸出軸的旋轉 角度計算出差值，測得所述平面彈簧的變形量。
10. 如請求項 9 所述之旋轉式串聯彈性致動器，其中，該馬達式驅動機組包括一馬達以及一 減速齒輪組，該馬達包括所述驅動軸，所述驅動軸經由所述減速齒輪組連接所述平面彈 簧的內環。
11. 如請求項 9 所述之旋轉式串聯彈性致動器，其中，該馬達式驅動機組包括一馬達以及一 減速齒輪組，所述馬達連接所述減速齒輪組，該減速齒輪組包括所述驅動軸。
12. 如請求項 9 至 11 中任一項所述之旋轉式串聯彈性致動器，其中，所述第一角度感測元件 與所述第二角度感測元件分別為一編碼器。
13. 如請求項 9 至 11 中任一項所述之旋轉式串聯彈性致動器，其中，該旋轉式串聯彈性致動 器包括一固定座，該馬達式驅動機組與該負載輸出軸分別組設於該固定座上。
圖式簡單說明
圖 1 為本發明平面彈簧的第一較佳實施例的平面示意圖。 圖 2 為圖 1 所示平面彈簧第一 較佳實施例之扭力-扭轉角度關係圖。 圖 3 為本發明平面彈簧的第二較佳實施例的平面示意 圖。 圖 4 為本發明平面彈簧的第三較佳實施例的平面示意圖。 圖 5 為本發明平面彈簧的第四 較佳實施例的平面示意圖。 圖 6 為本發明平面彈簧的第五較佳實施例的平面示意圖。 圖 7 為 本發明旋轉式串聯彈性致動器的一較佳實施例的立體分解示意圖。 圖 8 為圖 7 所示旋轉式串 聯彈性致動器較佳實施例的立體示意圖。 圖 9 為圖 7 所示旋轉式串聯彈性致動器較佳實施例 的側視平面示意圖。 圖 10 為已知平面彈簧的平面示意圖。 圖 11 為圖 10 所示平面彈簧之扭 力-扭轉角度關係圖。 圖 12 為已知平面彈簧的平面示意圖。 圖 13 為已知平面彈簧的平面示 意圖。 圖 14 為圖 13 所示平面彈簧之扭力-扭轉角度關係圖。
(2)
- 3698 -
(3)
- 3699 -
(4)
- 3700 -
(5)
- 3701 -
(6)
- 3702 -
(7)
- 3703 -
(8)
- 3704 -
(9)
- 3705 -
(10)
- 3706 -
(11)
- 3707 -
(12)
- 3708 -
