[发明专利]机械臂、关节机构及关节机构控制方法

权利要求书

1.一种关节机构，包括：

关节转子；

关节定子；

柔性连接件，所述柔性连接件连接所述关节定子与所述关节转子，通过所述柔性连接件连接的所述关节定子与所述关节转子能够在外力作用下相对转动；

刚性连接件，所述刚性连接件能够在第一工位与第二工位之间切换；所述第一工位，所述刚性连接件连接所述关节转子与所述关节定子；所述第二工位，所述刚性连接件至少与所述关节转子及所述关节定子中的一个未连接；

驱动装置，所述驱动装置能够驱动所述刚性连接件在所述第一工位与所述第二工位之间切换。

2.如权利要求1所述的关节机构，所述刚性连接件能够沿所述关节转子与所述关节定子的径向方向移动，所述关节转子具有第一移动通道，所述关节定子具有第二移动通道；

在所述关节定子与所述关节转子通过所述柔性连接件复位的状态下，所述第一移动通道与所述第二移动通道对齐形成供所述刚性连接件通过的移动通道；

所述第一工位，所述刚性连接件的第一部分位于所述第一移动通道内，所述刚性连接件的第二部分与所述第二移动通道内；所述第二工位，所述刚性连接件位于所述第一移动通道或所述第二移动通道内。

3.如权利要求2所述的关节机构，所述刚性连接件为刚性连接件；

所述驱动装置包括第一电磁铁，所述第一电磁铁能够在通电状态下使得所述刚性连接件受吸引由所述第二工位切换至所述第一工位。

4.如权利要求3所述的关节机构，所述驱动装置还包括复位装置，所述复位装置能够在所述第一电磁铁断电状态下使得所述刚性连接件由所述第一工位切换至第二工位。

5.如权利要求4所述的关节机构，所述复位装置为第二电磁铁，所述第二电磁铁能够在通电状态下使得所述刚性连接件受吸引由所述第一工位切换至所述第二工位；

所述第二电磁铁与所述第一电磁铁中的一个设置在所述关节转子内，所述第二电磁铁与所述第一电磁铁中的另一个设置在所述关节定子内。

6.如权利要求1所述的关节机构，所述柔性连接件为具有弹性恢复力的连接件；

在所述柔性连接件的弹性恢复力作用下，所述关节定子与所述关节转子能够相对转动并复位；

所述关节定子与所述关节转子处于复位状态下，所述刚性连接件能够在第一工位与第二工位之间切换。

7.如权利要求1-6任一项所述的关节机构，所述刚性连接件的数量为多个且沿所述关节机构的旋转中心的周向均匀分布；

所述柔性连接件的数量为多个且沿所述关节机构的旋转中心的周向均匀分布。

8.一种机械臂，包括：

第一机械臂组件；

第二机械臂组件；

如权利要求1-7任一项所述的关节机构，所述第一机械臂组件与所述关节机构的关节转子连接，所述第二机械臂组件与所述关节机构的关节定子连接；

所述机械臂具有第一工作状态及第二工作状态；所述第一工作状态，所述刚性连接件位于第一工位，所述刚性连接件连接所述关节转子与所述关节定子；所述第二工作状态，所述刚性连接件位于第二工位，所述刚性连接件至少与所述关节转子及所述关节定子中的一个未连接，所述关节定子与所述关节转子通过柔性连接件连接。

9.一种关节机构控制方法，用于控制如权利要求1-7任一项所述的关节机构，包括步骤：

感知碰撞风险，判断机械臂是否存在碰撞风险；

切换工位，当存在碰撞风险时，使得所述刚性连接件处于第二工位；当不存在碰撞风险时，使得所述刚性连接件处于第一工位。

10.如权利要求9所述的关节机构控制方法，所述切换工位步骤中，当所述刚性连接件处于第二工位后，还包括步骤：

检测是否发生碰撞，当发生碰撞后，保持所述刚性连接件处于第二工位，并进入所述感知碰撞风险步骤；当未发生碰撞，保持所述刚性连接件处于第二工位或将所述刚性连接件由所述第二工位切换至所述第一工位，并进入所述感知碰撞风险步骤。