[发明专利]串联弹性驱动器装置、串联弹性驱动器控制方法及利用其的系统

权利要求书

1.一种串联弹性驱动器装置，其特征在于，包括：

马达侧旋转部，与驱动马达相连接，通过所述驱动马达的旋转力来进行旋转；

负荷侧旋转部，与所述马达侧旋转部相结合，用于将所述驱动马达的旋转力传递到负荷；以及

至少一对弹性部件，设置于所述马达侧旋转部与所述负荷侧旋转部之间的空间，

在所述马达侧旋转部和所述负荷侧旋转部中的一个形成有外侧框架，所述外侧框架具有用于固定所述一对弹性部件的收容空间，

在所述马达侧旋转部和所述负荷侧旋转部中的另一个形成有内侧框架，所述内侧框架用于在内侧支撑所述一对弹性部件，

并且，所述串联弹性驱动器装置还包括用于测定所述马达侧旋转部与所述负荷侧旋转部之间的相对位移的传感部，

所述传感部包括分别在所述马达侧旋转部和所述负荷侧旋转部的相对应的位置形成的磁性体和霍尔传感器，

所述磁性体位于相邻的两个所述内侧框架之间，

所述霍尔传感器位于所述外侧框架。

2.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器装置，其特征在于，所述一对弹性部件中的一个根据所述马达侧旋转部的旋转方向来被压缩。

3.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器装置，其特征在于，所述弹性部件由包含硅酮和聚氨酯的多个弹性物质中的一种或两种以上的混合物构成。

4.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器装置，其特征在于，所述弹性部件呈圆柱形状。

5.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器装置，其特征在于，当解除所述马达侧旋转部和所述负荷侧旋转部的结合时，所述弹性部件自动分离。

6.一种串联弹性驱动器控制方法，用于控制包括用于将驱动马达的旋转力传递到负荷而相结合的马达侧旋转部及负荷侧旋转部以及弹性部件的串联弹性驱动器，其特征在于，包括：

测定所述马达侧旋转部与所述负荷侧旋转部之间的相对位移的步骤；

根据所测定的所述位移和所述弹性部件的刚性，求得由施加到所述负荷侧的外力引起的外部扭矩的步骤；

对所求得的所述外部扭矩和阈值扭矩进行比较的步骤；以及

基于所述比较的结果，将所述串联弹性驱动器的控制模式切换到扭矩控制和位置控制中的一个的步骤，

在所述串联弹性驱动器的马达侧旋转部和负荷侧旋转部中的一个形成有具有用于固定一对弹性部件的收容空间的外侧框架，

并且，所述马达侧旋转部和所述负荷侧旋转部中的另一个形成有用于在内侧支撑所述一对弹性部件的内侧框架，

用于测定所述相对位移的传感部包括分别在所述马达侧旋转部和所述负荷侧旋转部的相对应的位置形成的磁性体和霍尔传感器，

所述磁性体位于相邻的两个所述内侧框架之间，

所述霍尔传感器位于所述外侧框架。

7.根据权利要求6所述的串联弹性驱动器控制方法，其特征在于，当所求得的所述外部扭矩大于所述阈值扭矩时，将所述控制模式切换到用于控制传递到所述负荷侧的扭矩的扭矩控制。

8.根据权利要求6所述的串联弹性驱动器控制方法，其特征在于，当所求得的所述外部扭矩小于等于所述阈值扭矩时，将所述控制模式切换到用于控制所述负荷侧的旋转角度的位置控制。

9.根据权利要求8所述的串联弹性驱动器控制方法，其特征在于，使用所反馈的所述马达侧的旋转角度来控制所述负荷侧的旋转角度。

10.根据权利要求6所述的串联弹性驱动器控制方法，其特征在于，当所述外部扭矩增加到大于所述阈值扭矩的值时，所述控制模式从位置控制切换到扭矩控制，当所述外部扭矩减小到小于等于从所述阈值扭矩减去规定扭矩的值时，所述控制模式从扭矩控制切换到位置控制。

11.根据权利要求6所述的串联弹性驱动器控制方法，其特征在于，所述一对弹性部件中的一个根据所述马达侧旋转部的旋转方向而被压缩。