[发明专利]旋转关节及旋转关节的防碰撞方法

权利要求书

1.一种旋转关节，其特征在于，包括：

第一关节结构，设有第一限位结构，所述第一限位结构包括第一限位部和第二限位部；

第二关节结构，与所述第一关节结构转动相接，且所述第二关节结构上设有与所述第一限位结构配合的第二限位结构，以限定所述第二关节结构相对于所述第一关节结构的最大转动角度，所述第二关节结构相对于所述第一关节结构转动时，所述第二限位结构可在所述第一限位部和所述第二限位部之间转动；

驱动单元，与所述第二关节结构相接，用于驱动所述第二关节结构相对于所述第一关节结构转动；

阻尼调节单元，可以在所述第二关节结构相对于所述第一关节结构旋转至预定位置时，控制所述驱动单元输出与所述第二关节结构旋转方向相反的第一扭力，以避免所述第一限位结构和所述第二限位结构刚性碰撞；

所述预定位置包括：第一预定位置和第二预定位置；

所述第一预定位置与所述第二预定位置设置在所述第一限位部和所述第二限位部之间，且所述第一预定位置靠近所述第一限位部，所述第二预定位置靠近所述第二限位部；

所述第二限位结构在由所述第一预定位置向所述第一限位部旋转时，所述驱动单元能够输出大小为F1= k1*ω+ k2*θ1的所述第一扭力，

所述第二限位结构由所述第二预定位置向所述第二限位部旋转时，所述驱动单元能够输出大小为F2= k1*ω+ k2*θ2的所述第一扭力；

k1、k2为常数系数，ω为所述第二关节结构在当前位置的角速度，θ1为所述第二关节结构当前位置与所述第一预定位置之间的夹角，θ2为所述第二关节结构当前位置与所述第二预定位置之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述阻尼调节单元包括：

角度传感器，用于检测所述第二关节结构相对于所述第一关节结构的转动角度，并在所述第二关节结构相对于所述第一关节结构旋转至预定位置时生成阻尼调节信号；

阻尼调节模块，可根据所述阻尼调节信号驱动所述驱动单元输出所述第一扭力。

3.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述旋转关节还包括：变速机构，所述变速机构的输入端与所述驱动单元相接，所述变速机构的输出端与所述第二关节结构相接。

4.根据权利要求1所述的旋转关节，其特征在于，所述第一关节结构设有一腔体，所述驱动单元固定在所述腔体内，所述第二关节结构的第一端设于所述腔体内，所述第二关节结构的第二端设于所述腔体外；所述第一关节结构还设有一与所述腔体相通的开口，以便所述第二关节结构穿出所述腔体并相对于所述第一关节结构转动，其中，所述开口端部侧壁为所述第一限位结构；及/或

所述第一限位结构和/或所述第二限位结构上设有弹性单元，以避免所述第一限位结构和所述第二限位结构刚性接触。

5.一种旋转关节的防碰撞方法，其特征在于，所述旋转关节如权利要求1-4任意一项所述的旋转关节，所述旋转关节的防碰撞方法包括：

获取第二关节结构相对于第一关节结构的转动角度；

当所述转动角度达到预定角度时，判断是否需要进入阻尼调节模式；

进入所述阻尼调节模式后，驱动所述驱动单元产生与所述第二关节结构转动方向相反的第一扭力，以避免所述旋转关节的第一限位结构和所述旋转关节的第二限位结构刚性碰撞。

6.根据权利要求5所述的旋转关节的防碰撞方法，其特征在于，所述获取所述第二关节结构相对于所述第一关节结构的转动角度包括：实时获取所述第二关节结构相对于所述第一关节结构的瞬时旋转角度，并在所述第二限位结构旋转至所述第一限位结构时，获取限位角度；

所述判断是否需要进入阻尼调节模式的步骤包括：对比所述瞬时旋转角度，判断所述第二关节结构的转动方向，当所述旋转方向满足预定规则时进入所述阻尼调节模式。