[发明专利]非集中式旋转致动器

权利要求书

1.一种用于致动人、动物或机器人的关节的装置，所述装置包括：

-机械关节；

-用于向所述机械关节提供扭矩的马达；和

-细长的、纵向柔性且扭转弹性的主体，

从而，所述装置被构造成经由所述主体将扭矩从所述马达传递到所述机械关节，其中，所述装置还包括传感器簇，所述传感器簇被构造成确定所述主体的扭转变形信息，从而所述装置被构造成至少部分地基于所述传感器簇的输出来驱动所述马达，其特征在于，所述装置包括柔性驱动轴，所述柔性驱动轴包括能够旋转的、细长的、纵向柔性且扭转弹性的内轴、外壳、远端、近端、以及在所述远端和所述近端中的每一者上的连接器，从而所述主体是能够旋转的所述内轴。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主体包括远端和近端，其中，所述传感器簇被构造成确定所述远端与所述近端之间的扭转相对角，并且其中，所述输出包括表示所述扭转相对角的一个或更多个信号。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述传感器簇被构造成确定所述主体的弯曲变形信息，并且其中，所述输出包括表示所述弯曲变形信息的一个或更多个信号。

4.根据前述权利要求3所述的装置，其中，所述弯曲变形信息包括弯曲角或弯曲半径。

5.根据前述权利要求2以及根据前述权利要求3和4中任一项所述的装置，其中，所述装置被构造成至少部分地基于依赖于所述扭转相对角和所述弯曲变形信息的扭矩模型来驱动所述马达。

6.根据前述权利要求5所述的装置，其特征在于，所述扭矩模型对所述扭转相对角和所述弯曲变形信息的依赖性是在乘法上能够分开的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述主体包括远端和近端，其中，所述装置被构造成至少部分地基于在所述主体的所述远端处的期望输出扭矩和来自所述传感器簇的所述输出来确定针对所述主体的所述近端的输入，并且其中，所述装置还被构造成经由所述马达在所述主体的所述近端处施加所述输入。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述装置被构造成至少部分地基于来自所述传感器簇的所述输出来确定所述关节的阻抗。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述扭转弹性的主体具有至多10000N.m/rad，优选地至多5623N.m/rad，更优选地至多3162N.m/rad，再更优选地至多1778N.m/rad，再再优选地至多1000N.m/rad，以及最优选地至多750N.m/rad的扭转刚度。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置是用于致动人或动物的关节的可穿戴机器人，优选地是外骨骼。

11.一种用于致动人、动物或机器人的关节的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供包括远端和近端的细长的、纵向柔性且扭转弹性的主体；

-确定所述主体的扭转变形信息；并且

-至少部分地基于在所述主体的所述远端处的期望输出扭矩和所述扭转变形信息来确定针对所述主体的所述近端的输入；并且

-在所述主体的所述近端处施加所述输入，

其中，该方法包括提供柔性驱动轴的步骤，该柔性驱动轴包括能够旋转的、细长的、纵向柔性且扭转弹性的内轴、外壳、远端、近端、以及在所述远端和所述近端中的每一者上的连接器，从而所述主体是能够旋转的所述内轴。

12.一种柔性驱动轴在旋转致动器中作为顺应元件和扭矩传递元件以致动机械关节的用途，其中，所述柔性驱动轴包括能够旋转的、细长的、纵向柔性且扭转弹性的内轴、外壳、远端、近端以及在所述远端和所述近端中的每一者上的连接器。