[发明专利]机械臂关节结构及控制方法、系统

权利要求书

1.一种机械臂关节结构，其特征在于，包括：

滑动轴承杆；

角度位移机械转换结构，设置于末端关节中，连接于滑动轴承杆，用于将所述角度位移机械转换结构的开合角的角度转化为所述滑动轴承杆的位移；

旋转结构，与所述末端关节和前一关节连接，用于带动所述末端关节环绕所述前一关节无限位旋转；

位移检测装置，用于检测所述滑动轴承杆的实时位移值。

2.根据权利要求1所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述角度位移机械转换结构包括开合瓣捏合传动结构；

所述开合瓣捏合传动结构的开合角的对侧端与所述滑动轴承杆的近端连接；

其中，通过改变所述角度位移机械转换结构的开合角的角度带动所述滑动轴承杆的远端移动。

3.根据权利要求2所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述开合瓣捏合传动结构包括平行四边形结构；

所述平行四边形结构的开合角的对角顶端与所述滑动轴承杆的近端连接；

其中，通过改变所述平行四边形结构的开合角的角度带动所述滑动轴承杆的远端移动。

4.根据权利要求3所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述开合瓣捏合传动结构还包括第一开合瓣及第二开合瓣；

所述第一开合瓣的近端与所述平行四边形结构的开合角的第一边连接；

所述第二开合瓣的近端与所述平行四边形结构的开合角的第二边连接；

其中，通过开合所述第一开合瓣的远端与所述第二开合瓣的远端，改变所述平行四边形结构的开合角的角度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述位移检测装置包括：

磁性部件，设置于所述滑动轴承杆远离所述角度位移机械转换结构的端面；

3D磁场传感器，设置于所述滑动轴承杆远离所述角度位移机械转换结构的一侧，与所述磁性部件相对设置，用于检测所述滑动轴承杆的旋转角度及在其延伸方向上的位移。

6.根据权利要求1-4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述位移检测装置包括：

电阻条，设置于所述滑动轴承杆且延伸方向与所述滑动轴承杆的延伸方向一致；

其中，通过向所述电阻条上已知长度的电阻值施加预设电流/预设电压，检测与所述滑动轴承杆的位移值相同长度的电阻条的电压值，及根据所述电压值、所述预设电流/预设电压、所述已知长度计算所述位移值。

7.根据权利要求1-4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述位移检测装置包括：

电感传感器，用于检测所述滑动轴承杆的位移引起的电感变化量，并通过所述电感变化量计算所述滑动轴承杆的位移值。

8.根据权利要求1-4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述位移检测装置包括：

齿轮条，设置于所述滑动轴承杆的表面，所述齿轮条的延伸方向与所述滑动轴承杆的延伸方向一致；

圆柱齿轮，与所述齿轮条啮合连接；

其中，所述滑动轴承杆移动带动所述圆柱齿轮旋转，根据获取的所述圆柱齿轮的齿根圆半径及旋转角度计算所述滑动轴承杆的位移值。

9.根据权利要求1-4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，还包括位于所述开合角内的第一归位部件；

其中，所述开合角在开合过程中，所述第一归位部件处于弹性拉伸/压缩状态。

10.根据权利要求1-4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，还包括设置于所述滑动轴承杆的第二归位部件；

所述第二归位部件的伸长/压缩方向与所述滑动轴承杆的延伸方向一致；

其中，所述开合角在开合过程中，所述第二归位部件处于弹性拉伸/压缩状态。

11.根据权利要求1-4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述旋转结构包括轴承；所述末端关节经由所述轴承与所述前一关节啮合连接。