[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的防碰撞方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910540502.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110253622B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷逍馳;唐聚學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳岱仕科技有限公司
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;B25J9/10;B25J9/16
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 閆曉欣

1.一種旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，包括：

第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)有第一限位結(jié)構(gòu)，所述第一限位結(jié)構(gòu)包括第一限位部和第二限位部；

第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，與所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動相接，且所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)上設(shè)有與所述第一限位結(jié)構(gòu)配合的第二限位結(jié)構(gòu)，以限定所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的最大轉(zhuǎn)動角度，所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動時，所述第二限位結(jié)構(gòu)可在所述第一限位部和所述第二限位部之間轉(zhuǎn)動；

驅(qū)動單元，與所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相接，用于驅(qū)動所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動；

阻尼調(diào)節(jié)單元，可以在所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)至預(yù)定位置時，控制所述驅(qū)動單元輸出與所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)方向相反的第一扭力，以避免所述第一限位結(jié)構(gòu)和所述第二限位結(jié)構(gòu)剛性碰撞；

所述預(yù)定位置包括：第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置；

所述第一預(yù)定位置與所述第二預(yù)定位置設(shè)置在所述第一限位部和所述第二限位部之間，且所述第一預(yù)定位置靠近所述第一限位部，所述第二預(yù)定位置靠近所述第二限位部；

所述第二限位結(jié)構(gòu)在由所述第一預(yù)定位置向所述第一限位部旋轉(zhuǎn)時，所述驅(qū)動單元能夠輸出大小為F1= k1*ω+ k2*θ1的所述第一扭力，

所述第二限位結(jié)構(gòu)由所述第二預(yù)定位置向所述第二限位部旋轉(zhuǎn)時，所述驅(qū)動單元能夠輸出大小為F2= k1*ω+ k2*θ2的所述第一扭力；

k1、k2為常數(shù)系數(shù)，ω為所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)在當(dāng)前位置的角速度，θ1為所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)當(dāng)前位置與所述第一預(yù)定位置之間的夾角，θ2為所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)當(dāng)前位置與所述第二預(yù)定位置之間的夾角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述阻尼調(diào)節(jié)單元包括：

角度傳感器，用于檢測所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動角度，并在所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)至預(yù)定位置時生成阻尼調(diào)節(jié)信號；

阻尼調(diào)節(jié)模塊，可根據(jù)所述阻尼調(diào)節(jié)信號驅(qū)動所述驅(qū)動單元輸出所述第一扭力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)還包括：變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)的輸入端與所述驅(qū)動單元相接，所述變速機(jī)構(gòu)的輸出端與所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)有一腔體，所述驅(qū)動單元固定在所述腔體內(nèi)，所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的第一端設(shè)于所述腔體內(nèi)，所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的第二端設(shè)于所述腔體外；所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)還設(shè)有一與所述腔體相通的開口，以便所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)穿出所述腔體并相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，其中，所述開口端部側(cè)壁為所述第一限位結(jié)構(gòu)；及/或

所述第一限位結(jié)構(gòu)和/或所述第二限位結(jié)構(gòu)上設(shè)有彈性單元，以避免所述第一限位結(jié)構(gòu)和所述第二限位結(jié)構(gòu)剛性接觸。

5.一種旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的防碰撞方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)如權(quán)利要求1-4任意一項所述的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的防碰撞方法包括：

獲取第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動角度；

當(dāng)所述轉(zhuǎn)動角度達(dá)到預(yù)定角度時，判斷是否需要進(jìn)入阻尼調(diào)節(jié)模式；

進(jìn)入所述阻尼調(diào)節(jié)模式后，驅(qū)動所述驅(qū)動單元產(chǎn)生與所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動方向相反的第一扭力，以避免所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的第一限位結(jié)構(gòu)和所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的第二限位結(jié)構(gòu)剛性碰撞。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的防碰撞方法，其特征在于，所述獲取所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動角度包括：實(shí)時獲取所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相對于所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的瞬時旋轉(zhuǎn)角度，并在所述第二限位結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)至所述第一限位結(jié)構(gòu)時，獲取限位角度；

所述判斷是否需要進(jìn)入阻尼調(diào)節(jié)模式的步驟包括：對比所述瞬時旋轉(zhuǎn)角度，判斷所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動方向，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向滿足預(yù)定規(guī)則時進(jìn)入所述阻尼調(diào)節(jié)模式。