[发明专利]关节驱动装置无效
申请号: | 01117493.5 | 申请日: | 2001-04-30 |
公开(公告)号: | CN1353495A | 公开(公告)日: | 2002-06-12 |
发明(设计)人: | 秋田佳稔;金弘中 | 申请(专利权)人: | 株式会社日立制作所 |
主分类号: | H02K41/02 | 分类号: | H02K41/02;A61F2/70 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 | 代理人: | 肖春京,黄力行 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 关节 驱动 装置 | ||
本发明涉及一种用于在关节上的第一第二元件之间产生相对运动的关节驱动装置。
在现有技术的关节驱动装置中,使用一旋转电动机产生关节上的第一第二元件之间的相对运动。在另一个现有技术的关节驱动装置中,使用直线电动机产生关节上的第一第二元件之间的相对运动,并且所述直线电动机的定子结构和旋转电动机的定子结构类似。
本发明的目的在于提供一种关节驱动装置,用于在关节上的第一第二元件之间产生一相对运动,借助于所述装置,使磁通被有效地用于产生一用来彼此相对地推动第一及第二元件的作用力。
按照本发明,在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中,包括直线电动机,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,可以相对于该定子部分沿可动方向运动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,以及电磁线圈装置,用于对要被磁化的定子部分激磁,使得产生相对于定子部分沿可动方向推动可动元件的磁场,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极通过可动元件沿着垂直于所述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的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另一对磁极的极性的方向相反。
因为所述至少两对磁极的每对磁极的磁极通过可动元件沿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的方向和所述至少两对磁极中的与所述至少两对磁极中的一对磁极沿可动方向相邻的另一对磁极的极性的方向相反,所以磁通被有效地用于产生用于彼此相对地推动第一及第二元件的作用力。
所述关节驱动装置还可以包括检测器,用于产生相应于可动元件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的相对于定子部分的指令运动之间的比较控制定子部分的激磁相位的改变,从而形成闭环控制系统。电磁线圈装置可以根据可动元件相对于定子部分的指令运动控制定子部分的激磁相位的改变,从而形成开环控制系统。可动元件相对于定子部分的实际运动可以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,或者由流过电磁线圈装置的电流进行估测。
当所述装置包括至少两个定子部分时,电磁线圈装置则以不同的所述至少两个定子部分间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,产生用于沿可动方向推动可动元件的行进磁场。P是在每个定子部分中沿可动方向彼此相邻的磁极对的间距,k是不小于0的整数,M是利用彼此不同的各个激磁相位激励的定子部分数,M是不小于2的整数,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)。
关节驱动装置还可以包括弹性元件,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驱动第一及第二元件中的这一个。所述装置可以包括多对弹性元件和直线电动机,同时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。所述装置可以包括多个弹性元件,同时第一及第二元件之间的相对运动借助于和直线电动机选择地连接的一个弹性元件沿彼此不同的各个方向进行。所述关节驱动装置还可以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。关节驱动装置还可以包括用于冷却直线电动机的冷却装置。关节驱动装置还可以包括用于在电池和外部电源之间转换,从而接通向直线电动机供电的电源的开关装置。关节驱动装置还可以包括弹性元件,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。弹性元件可以包括用于在可动元件和第一及第二元件之一之间进行弹性连接的弹簧。弹性元件可以包括用于在可动元件和第一及第二元件之一之间进行弹性连接的橡胶。
当至少两对磁极的每对磁极中的第一个磁极面向该可动元件的第一侧面时,所述至少两对磁极的每对磁极中的第二个磁极则面向沿横向和第一侧面相反的可动元件的第二侧面,在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,从而使得用于直线电动机的电磁线圈的数量最少。
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