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龙图腾网获悉上海大学申请的专利一种变刚度滚动关节柔性臂及其变刚度方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116277140B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310170542.2，技术领域涉及：B25J18/00；该发明授权一种变刚度滚动关节柔性臂及其变刚度方法是由李龙;郝晴;汪田鸿;金滔;张泉;田应仲设计研发完成，并于2023-02-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种变刚度滚动关节柔性臂及其变刚度方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种变刚度滚动关节柔性臂及其变刚度方法，其中变刚度滚动关节柔性臂包括柔性臂骨架、刚度增强机构、定位装置、驱动平台及驱动线缆；柔性臂骨架为中空结构，刚度增强机构穿过柔性臂骨架，刚度增强机构与柔性臂骨架组合构成变刚度柔性臂；柔性臂骨架固定于定位装置上，多根驱动线缆依次穿过柔性臂骨架及定位装置连接到驱动平台上；驱动平台用于控制驱动线缆运动从而带动变刚度滚动关节柔性臂运动。本发明在不改变柔性臂本身姿态的情况下实现关节刚度的可调性，并给出了其变刚度方法，建立了刚度模型，实现柔性臂刚度可调的控制，有效增加滚动关节柔性臂的刚度效果。

本发明授权一种变刚度滚动关节柔性臂及其变刚度方法在权利要求书中公布了：1.一种变刚度滚动关节柔性臂的变刚度方法，其特征在于，变刚度滚动关节柔性臂包括柔性臂骨架（1）、刚度增强机构（2）、定位装置（3）、驱动平台（4）及驱动线缆（7）； 所述柔性臂骨架（1）为中空结构，所述刚度增强机构（2）穿过所述柔性臂骨架（1），刚度增强机构（2）与柔性臂骨架（1）组合构成变刚度柔性臂； 所述柔性臂骨架（1）固定于所述定位装置（3）上，多根驱动线缆（7）依次穿过柔性臂骨架（1）及定位装置（3）连接到所述驱动平台（4）上； 所述驱动平台（4）用于控制驱动线缆（7）运动从而带动变刚度滚动关节柔性臂运动； 方法包括以下步骤： S1、丝杆步进电机输出动力并拉动驱动线缆，记施加在驱动线缆上的初始张力为； S2、通过气源向硅胶管内部充气，实现变刚度滚动关节柔性臂的刚度变化； S3、构建柔性臂骨架的数学模型； S4、基于空气弹簧假设，建立硅胶管的刚度模型； S5、建立刚度增强机构的刚度模型； S6、基于所述柔性臂骨架的数学模型、硅胶管的刚度模型及刚度增强机构的刚度模型，建立变刚度滚动关节柔性臂的刚度模型，得到变刚度滚动关节柔性臂系统的刚度； 其中，步骤S2包括如下过程： S21、当未向硅胶管内部充气时，使柔性臂的刚度处于原有状态，此时称柔性臂刚度调节处于状态一，为硅胶管内充气气压，； S22、当开始向硅胶管内部充气，且硅胶管尚未与柔性臂骨架中空内壁接触时，此时称柔性臂刚度调节处于状态二，记壁厚为，为硅胶管刚接触内壁时的管内气压，； S23、当向硅胶管内部充气的气压使得硅胶管与柔性臂骨架中空内壁接触时，所述硅胶管在所述柔性臂骨架缺口的部分产生微小突出，此时称柔性臂刚度调节处于状态三，记壁厚为，； 所述硅胶管的刚度模型包括垂向刚度模型，垂向刚度模型的表达式为： , 式中为大气压，为硅胶管内部所通气压大小，为有效承载面积，为气压为时的硅胶管内部体积； 当所述柔性臂刚度调节处于状态二，相关参数具体表达式为： 式中为状态二硅胶管的外径，为状态二硅胶管的内径，为状态二硅胶管的壁厚，为硅胶管的有效长度； 当所述柔性臂刚度调节处于状态三，相关参数具体表达式为： 式中为状态三硅胶管的外径，为状态三硅胶管的内径，为状态三硅胶管的壁厚，为单个离散空气弹簧的有效长度。

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