1.一种可主动和被动调节刚度的柔性机械臂装置,其特征在于,包括第一机械臂(1)、第一电磁铁(2)、圆柱体空腔(3)、第二电磁铁(4)、第二机械臂(5)、花键形弹性元件(6)、第一锥齿轮(7)、第二锥齿轮(8)、中心轴(9)、弹簧(10)、谐波减速器(11)、无刷直流电机(12)和第三机械臂(13);
所述第一电磁铁(2)固定在第一机械臂(1)的一端,且安装在圆柱体空腔(3)的内部,所述第二电磁铁(4)固定在第二机械臂(5)的一端,且安装在圆柱体空腔(3)的内部;
所述第二机械臂(5)的另一端安装有花键形弹性元件(6),花键形弹性元件(6)通过第一锥齿轮(7)与第二锥齿轮(8)连接,所述弹簧(10)的一端安装在第二锥齿轮(8)远离第二机械臂(5)的一面,所述中心轴(9)安装在弹簧(10)的轴心上,并且其一端与第二锥齿轮(8)连接,其另一端与谐波减速器(11)连接;
所述弹簧(10)的另一端安装在谐波减速器(11)上,所述谐波减速器(11)安装在无刷直流电机(12)的输出端,所述无刷直流电机(12)安装在第三机械臂(13)上。
2.根据权利要求1所述的可主动和被动调节刚度的柔性机械臂装置,其特征在于,所述第一电磁铁(2)和第二电磁铁(4)互斥安装。
3.根据权利要求1所述的可主动和被动调节刚度的柔性机械臂装置,其特征在于,所述圆柱体空腔(3)内部设置有2个滑轨,所述第一电磁铁(2)和第二电磁铁(4)均安装在滑轨上。
4.根据权利要求1所述的可主动和被动调节刚度的柔性机械臂装置,其特征在于,所述圆柱体空腔(3)、第一电磁铁(2)和第二电磁铁(4)均密封,所述第一机械臂(1)和第二机械臂(5)位于圆柱体空腔(3)中的一端均安装有密封圈,且圆柱体空腔(3)内充有定量气体。
5.根据权利要求1所述的可主动和被动调节刚度的柔性机械臂装置,其特征在于,所述第一机械臂(1)上安装有执行机构,所述执行机构上设置有力传感器和位移传感器,所述第一机械臂(13)上还安装有角速度传感器。
6.根据权利要求1所述的可主动和被动调节刚度的柔性机械臂装置,其特征在于,所述花键形弹性元件(6)内部为花键形式设计,其包括圆形的外圈(14),外圈(14)上设置有与第一锥齿轮(7)啮合连接的轮齿(15),所述花键形弹性元件(6)中心设置有圆形的内圈(16),所述内圈(16)通过多个对称安装的弹簧片(18)与外圈(14)连接,所述内圈(16)上设置有三角形孔(17),所述三角形孔(17)的中心与外圈(14)的中心重合,所述花键形弹性元件(6)通过三棱柱连接件与第二机械臂(5)连接,所述三棱柱连接件径向穿设于第二机械臂(5)中。
7.根据权利要求1所述的可主动和被动调节刚度的柔性机械臂装置,其特征在于,所述第二锥齿轮(8)中心设置有螺纹孔,所述中心轴(9)为带螺纹的圆柱体结构,所述中心轴(9)的一端设置有防脱帽,并通过螺纹与第二锥齿轮(8)的螺纹孔连接,其另一端与谐波减速器(11)连接。