[发明专利]自驱动关节

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种驱动传感控制技术领域的装置，具体是一种基于永磁、磁致伸缩和压电等材料或器件复合作用的自驱动关节。

背景技术

传统的关节机构都为被动驱动的关节装置，其功能只为连接和传动功能。启动过过程的实现需要外部电机作用方能实现。经过对现有技术的检索发现，中国专利号20092025552.3，记载了一种“机械关节”，该技术由于只是一种单纯的机械机构，结构相对复杂，组成部件多。类似的关节装置，其动作过程需要与外部电机配合使用，动作程度或过程通常也只能通过外部传感系统来实现。因此，这类关节不适合制造结构紧凑，关节数量多，并且要求实现主动驱动和传感控制的应用领域。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种自驱动关节，该装置结构紧凑、结构强度高，关节自身为驱动动力源，具有自传感自驱动智能特性；该关节装置可以方便实现在带动负载情况下的任意可控角度的转动，并且转动角度可以被自身传感装置实时检测；能够适合于大型阵列式自展开机构，机器人关节，旋转驱动控制机构，运动操作系统驱动部件，智能开关门窗，智能开关机构，智能合页机构等等。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：套管、磁感装置和磁场产生装置，其中：磁感装置沿套管轴心转动设置于套管内部，磁场产生装置固定设置于套管外部。

所述的磁场产生装置包括：磁致伸缩压电传感装置及其对应电磁线圈，其中：若干对极性相反的电磁线圈相对设置于套管的外壁，磁致伸缩压电传感装置固定设置于套管的侧壁上。

所述的电磁线圈的内部设有轭铁；

所述的磁场产生装置也可以通过一块或若干块嵌装于套管的外部永磁体实现；

所述的磁场产生装置的个数为一组或多组，该磁场产生装置具体为沿套管的轴向方向上并行布置。

所述的套管由导磁材料体和不导磁材料体制成的若干块弧形半开口管组成。

所述的磁感装置为结构永磁体或电磁体，其中：

所述的结构永磁体包括：永磁转子和转动输出棒体，其中：永磁转子套接于转动输出棒体上，转动输出棒体固定设置于套管的轴心位置。

所述的电磁体包括：结构电磁线圈和结构轭铁，其中：结构轭铁套接于转动输出棒体上，结构电磁线圈设置于结构轭铁上。

所述的磁感装置的个数为一组或多组，该磁感装置为沿套管的轴向方向或径向方向上并行布置。

本装置可实现自转动驱动而带动连带机构或负载产生动作，并且驱动动作过程和程度即转动角度可以被感知，从而通过计算机控制，使该关节自身的驱动和传感功能共同作用而实现智能自驱动关节系统。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：实现了一种由关节内部自驱动的关节装置；实现了驱动和传感一体化的智能环节；关节结构简单，组成部件少，体积相对较小，结构强度高；电磁永磁复合作用，驱动效率高，驱动负载能力强；可以实现旋转输出方向的振动主动控制和利用电磁与永磁，以及永磁与导磁材料之间的相互做作用，而形成主动阻尼，以方便实现振动主动控制功能。与传感装置相配合，该关节具有实现转动驱动自适应控制，或振动自适应控制的潜力。

基于以上优点，本发明的智能自驱动关节可用于大型阵列式自展开机构，机器人关节，旋转驱动控制机构，运动操作系统驱动部件，智能开关门窗，智能开关机构，智能合页机构等等。

附图说明

图1为实施例1示意图。

图2为关节初始装配结构及电磁加载初始时刻结构永磁体位置示意图。

图3为关节中结构永磁体在电磁加载过程偏转位置/过程示意图。

图4为关节中结构永磁体在电磁加载结束时刻偏转位置示意图。

图5为间隔任意角度两对电磁极作用的关节结构示意图。

图6为间隔90度(或其他角度)两个电磁极作用的关节结构示意图。

图7为异型结构永磁体关节示意图。

图8为轭铁与套管和线圈结构装配关系示意图。

图9为结构永磁体换为结构电磁线圈的结构组成示意图。

图10为结构永磁体换为结构电磁线圈时，外部永磁体嵌入外环体中时结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1