[发明专利]关节机构及关节装置

权利要求书

1.一种关节机构，其特征在于包括：

第一连杆；

可转动地与所述第一连杆连结的第二连杆；

可转动地与所述第二连杆连结的第三连杆；

被支撑在所述第二连杆上的轴；

通过所述轴而互相连结，并可绕轴旋转且可沿轴向移动的第一及第二蜗杆；

与所述第一蜗杆啮合，使所述第一连杆相对于所述第二连杆转动的第一蜗轮；以及

与所述第二蜗杆啮合，使所述第三连杆相对于所述第二连杆转动的第二蜗轮，其中，

当设所述第一连杆和所述第二连杆所成的角为角度A、所述第二连杆和所述第三连杆所成的角为角度B、角度A的变化量为dA、角度B的变化量为dB时，在所述第一连杆受到的外力和所述第三连杆受到的外力处于平衡的状态下，通过所述两蜗杆的旋转，所述关节机构满足dA×dB≥0；在所述第一连杆受到的外力和所述第三连杆受到的外力处于不平衡的状态下，通过所述第一及第二蜗杆的轴向移动，所述关节机构满足dA×dB≤0。

2.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于：所述轴为一体形成。

3.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于：所述第一蜗杆和所述第二蜗杆具有互相反向的螺旋。

4.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于还包括：被固定在所述第二连杆上的马达，所述轴通过该马达而旋转。

5.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于还包括：将所述轴复原至轴向的指定位置的定中心单元。

6.根据权利要求5所述的关节机构，其特征在于：所述定中心单元包括弹性部件，通过该弹性部件的弹力将所述轴复原至指定位置。

7.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于：

所述第一连杆具有可与支撑体连结的结构，

所述第一蜗杆及蜗轮的减速比大于所述第二蜗杆及蜗轮的减速比。

8.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于还包括：产生与所述轴相对于所述第二连杆的轴向相对移动速度相适应的阻力的阻力单元。

9.根据权利要求8所述的关节机构，其特征在于：所述阻力单元具有介于进行所述相对移动的两者之间的粘性物质。

10.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于还包括：产生与所述第一及第二蜗轮相对于所述第二连杆的相对旋转速度相适应的阻力的阻力单元。

11.根据权利要求10所述的关节机构，其特征在于：所述阻力单元具有介于进行所述相对旋转的两者之间的粘性物质。

12.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于：设有阻止所述第一连杆相对于所述第二连杆的角度变化的制动机构、以及阻止所述第三连杆相对于所述第二连杆的角度变化的制动机构的至少其中之一。

13.根据权利要求12所述的关节机构，其特征在于还包括，检测具有所述制动机构的连杆之间的相对角度的角度传感器，基于所述角度传感器的输出，使所述制动机构动作。

14.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于：设有切换所述第一蜗轮相对于所述第一连杆的连接状态的离合机构、以及切换所述第二蜗轮相对于所述第三连杆的连接状态的离合机构的至少其中之一。

15.根据权利要求4所述的关节机构，其特征在于：在所述马达和所述第一连杆之间的驱动力传递路径、以及所述马达和所述第三连杆之间的驱动力传递路径的至少其中之一的传递路径中，设有切换驱动力的传递和切断状态的离合机构。

16.根据权利要求14或15所述的关节机构，其特征在于还包括，检测具有所述离合机构的第一或者第三连杆与所述第二连杆的相对角度的角度传感器，基于所述角度传感器的输出，使所述离合机构动作。

17.根据权利要求4所述的关节机构，其特征在于还包括：

在所述马达和所述轴之间传递马达转矩的多个齿轮，和

用来切断过大转矩的传递的转矩限制器。

18.根据权利要求1所述的关节机构，其特征在于：所述关节机构为可握持物体的握持机构。

19.根据权利要求2所述的关节机构，其特征在于：

所述第一及第二蜗杆的至少其中之一被设置可绕所述轴旋转，

所述关节机构还包括用于将所述可旋转的蜗杆以相对于所述轴的指定角度进行固定的固定单元。