[发明专利]关节驱动装置

权利要求书

1.一种用于在关节上的第一及第二元件之间产生相对运动的关节驱动装置，包括：

一直线电动机，所述直线电动机包括至少一个被固定在第一及第二元件的另一个上的定子部分，一可以相对于定子部分沿一可动方向运动的并和第一及第二元件的一个相连以便相对于第一及第二元件的另一个被运动的可动元件，以及一电磁线圈装置，用于对要被磁化的定子部分激磁，使得产生一相对于定子部分沿可动方向推动该可动元件的磁场，

其中所述定子部分包括至少两对磁极，所述至少两对磁极沿可动方向彼此相邻，所述至少两对磁极的每对磁板通过可动元件沿着垂直于可动方向的横向相互面对，从而产生经过所述磁极通过可动元件的磁场，并且当定子部分被磁化时，所述至少两对磁极的一对磁极的极性方向和沿可动方向与所述至少两对磁极中的一对磁极相邻的其另一对磁极的极性方向相反。

2.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，还包括检测器，用于产生一相应于可动元件之相对于定子部分的实际运动的信号，其中电磁线圈装置根据所述信号和可动元件之相对于定子部分的指令运动之间的比较来控制定子部分的激磁相位的改变，从而形成闭环控制系统。

3.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，电磁线圈装置根据可动元件相对于定子部分的指令运动来控制定子部分的激磁相位的改变，从而形成开环控制系统。

4.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，可动元件相对于定子部分的实际运动借助于可动元件的实际运动由在电磁线圈装置中感应的电压进行估测。

5.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，可动元件相对于定子部分的实际运动由在电磁线圈装置中流过的电流进行估测。

6.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，所述装置包括至少两个定子部分，该电磁线圈装置则以其间不同的激磁相位分别激励要被激励的所述至少两个定子部分，从而通过在所述至少两个定子部分之间的协同操作，产生一用于沿可动方向推动可动元件的行进磁场，当P是在每个定子部分中沿可动方向彼此相邻的磁极对的一间距，k是不小于0的一整数，M是利用彼此不同的各个激磁相位激励的定子部分数，并M是不小于2的一整数时，则一个定子部分的磁极对和沿运动方向彼此相邻的另一个定子部分的磁极对之间的距离＝(k*P)+(P/M)。

7.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，还包括一弹性元件，所述弹性元件的一部分和第一及第二元件中的一个相连，其中可动元件和弹性元件的另一部分相连，以便通过弹性元件相对于第一及第二元件中的另一个来驱动第一及第二元件中的一个。

8.如权利要求7所述的关节驱动装置，其特征在于，所述装置包括多对弹性元件和直线电动机，第一及第二元件之间的相对运动借助于各自的一对弹性元件和直线电动机沿着彼此不同的各个方向进行。

9.如权利要求7所述的关节驱动装置，其特征在于，所述装置包括多个弹性元件，借助于和直线电动机选择地连接的各个弹性元件，在第一及第二元件之间进行方向不同的相对运动。

10.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，还包括用于盖住从定子部分伸出的可动元件之一部分的防尘罩。

11.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，还包括用于冷却直线电动机的冷却装置。

12.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，还包括用于在电池和外部电源之间转换的，从而接通向直线电动机供电的电源开关装置。

13.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，还包括一弹性元件，用于沿可动方向相对于第一及第二元件中的另一个推动可动元件。

14.如权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，至少两对磁极的每对磁极中的第一个磁极面向可动元件的第一侧面，所述至少两对磁极的每对磁极中的第二个磁极面向沿横向和第一侧面相反的可动元件的第二侧面，所述至少两对磁极的一对磁极的第一个磁极和至少两对磁极中的一对磁极的第二个磁极之间的极性方向和至少两对磁极的另一对磁极的第一个磁极和至少两对磁极中的另一对磁极的第二个磁极之间的极性方向相反，并且所述至少两对磁极利用一个电磁线圈激磁。