[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

说明书

本发明涉及串联弹性驱动器装置、串联弹性驱动器控制方法以及利用其的系统，所述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，通过驱动马达的旋转力来进行旋转；负荷侧旋转部，与马达侧旋转部相结合，用于将驱动马达的旋转力传递到负荷；以及至少一对弹性部件，设置于马达侧旋转部与负荷侧旋转部之间的空间，在马达侧旋转部和负荷侧旋转部中的一个形成有框架，所述框架具有用于固定一对弹性部件的收容空间。

技术领域

本发明涉及串联弹性驱动器(SEA，Series Elastic Actuator)的结构及其控制方法。

背景技术

近来，随着机器人技术的发展，除了工业机器人之外，还需要可代替人类执行多种操作的智能机器人，并且正在积极进行有关其的研究和开发。

为了开发智能机器人，需要机械、电子等传统技术以及新材料、半导体、人工智能、传感器软件等尖端技术，与传统工业机器人不同，智能机器人可以为具有未来市场所需功能和性能的机器人。

并且，智能机器人可在更接近人类的位置执行多种操作，为了解决与人类协作过程中可发生的问题，需要将串联弹性驱动器(SEA，Series Elastic Actuator)技术应用于机器人。

串联弹性驱动器(SEA)是一种利用弹性共同控制力和位置的技术，其不仅控制机器人关节等位置，而且还可共同控制位置和力，例如人类的肌肉，从而可使机器人在恶劣环境，例如在不平坦的地面上启动，或者可根据外压使其适应地操作。

串联弹性驱动器具有多种类型，但通常使用具有如图1所示的结构的螺栓驱动型串联弹性驱动器。

参照图1，现有的螺栓驱动型串联弹性驱动器包括：螺栓螺杆20，与驱动马达10相连接并进行旋转；螺母部30，根据螺栓螺杆20的旋转方向来向左或向右进行直线运动；直线运动部50，通过支撑螺母部30的弹簧40来向左或向右进行直线运动；以及臂60，与直线运动部50相连接。

在螺栓驱动型串联弹性驱动器中，螺栓螺杆20通过与驱动马达10直接相连接来进行旋转，根据螺栓螺杆20的旋转方向，与螺栓螺杆20相连接的螺母部30向左或向右进行直线运动。

当螺栓螺杆20进行直线运动时，直线运动部50及臂60通过螺母部30和支撑螺母部的弹簧40沿着与螺母部30相同的方向进行直线运动。

在如上所述的现有的串联弹性驱动器的情况下，需要设计为使包括弹簧的整个直线运动部进行移动，因此存在结构复杂且大型化的缺点。

并且，在进行旋转运动的情况下，难以适用如上所述的结构的串联弹性驱动器，并且需要适用于旋转运动的串联弹性驱动器的控制方法。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于解决如上所述的问题并提供一种具有可有效操作的结构的串联弹性驱动器装置。

并且，本发明的目的在于提供一种用于控制具有适合于旋转运动的结构的串联弹性驱动器的方法及利用其的串联弹性驱动器系统。

技术方案

根据本发明的一实施例的串联弹性驱动器装置，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框架，所述框架具有用于固定所述一对弹性部件的收容空间。