CN106313099A - 一种关节装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关节装置及电子设备，包括主轴；承载部件；旋转架；传动部件；驱动部件；弹性部件。其中，当所述承载部件受到作用力并绕所述主轴沿第一方向旋转时，所述承载部件产生的转矩经过所述第一部分、所述第二部分及所述驱动部件，施加在所述旋转架上，使得所述旋转架绕所述主轴沿第一方向旋转，进而引起所述弹性部件产生形变，所述弹性部件的形变对所述旋转架产生与所述第一方向相反的作用力。本发明提供上述关节装置，用以解决现有技术中的机器人的传动部件受到的外界冲击载荷超出可承受强度范围时，传动部件容易损坏的技术问题。

Description

一种关节装置及电子设备

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种关节装置及电子设备。

背景技术

随着科技的发展，机器人成为目前国内外高新技术应用领域的研究热点，机器人综合应用计算机、控制、机械、通信和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是延伸人的体力和智力的新一代智能工具，随着机器人的智能化和自动化，逐渐被广泛应用于军事、工业生产、智能家居等行业领域，机器人的普及可以有效的提高生产效率和产品质量，降低生产成本和人的劳动强度，推动社会生产力的发展。

机器人的关节直接与环境进行交互，是机器人的重要基础部件，其结构设计直接影响机器人的性能，基于传统的传动设计在减速器内部经多级齿轮传动，将电机输出的高速低转矩变换为低速大转矩，进而可以带动要运动的部件，其中减速器输出轴与驱动的外部部件之间均是刚性连接。

本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现现有技术存在如下技术问题：

传动部件之间采用刚性连接虽然传动精度好，但是在出现碰撞或强掰的意外行情况时，机器人内部传动部件承受的冲击载荷会超出可承受强度范围，会导致齿轮断裂，轴端紧固部分松脱或键断裂等零件的损坏。

发明内容

本申请实施例提供一种关节装置及电子设备，用以解决现有技术中的机器人的传动部件受到的外界冲击载荷超出可承受强度范围时，传动部件容易损坏的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例一方面提供一种关节装置，包括：

主轴，固定于第一本体上；

承载部件，所述承载部件套设在所述主轴上，并能够绕所述主轴旋转；

旋转架，套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转；

传动部件，包括第一部分和第二部分，所述第一部分套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转，并与所述承载部件连接，所述第二部分设置在所述旋转架上，所述第一部分与所述第二部分连接；

驱动部件，安装在所述旋转架上，与所述第二部分连接；

弹性部件，所述弹性部件的第一端与所述旋转架连接，所述弹性部件的第二端与所述第一本体连接；

其中，当所述承载部件受到作用力并绕所述主轴沿第一方向旋转时，所述承载部件产生的转矩经过所述第一部分、所述第二部分及所述驱动部件，施加在所述旋转架上，使得所述旋转架绕所述主轴沿第一方向旋转，进而引起所述弹性部件产生形变，所述弹性部件的形变对所述旋转架产生与所述第一方向相反的作用力。

可选的，所述关节装置还包括：

控制器；

微动开关，安装在所述第一本体上，与所述控制器连接；

在所述旋转架绕所述主轴沿所述第一方向旋转至一预定位置时，所述旋转架触发所述微动开关的状态由第一状态变为第二状态，所述控制器用于根据所述第二状态控制所述驱动部件的驱动方向。

可选的，所述控制器用于：当所述作用力为外力时，根据所述第二状态控制所述驱动部件的驱动方向为使得所述承载部件沿所述第一方向旋转的方向。

可选的，所述控制器用于：根据所述第二状态输出信息以使接收到所述信息的器件生成并输出提示信息，或者根据所述第二状态控制承载在所述承载部件上的电子设备运行与所述第二状态对应的应用。

可选的，所述控制器还用于：当所述作用力解除时，保持所述承载部件的当前旋转角度不变，并控制所述微动开关的状态变为所述第一状态。

可选的，所述传动部件还包括：第三部分，与所述第一部分连接；

所述关节装置还包括：

控制器；

反馈部件，所述反馈部件安装在所述旋转架上，与所述控制器连接；所述第三部分与所述反馈部件相连接；

当所述第一部分旋转时，所述第一部分带动所述第三部分旋转，所述反馈部件检测到所述第三部分旋转角速度，所述控制器用于获取所述旋转角速度并根据所述旋转角速度控制驱动方向及驱动力大小。

另一方面，本申请实施例还提供另一种关节装置，包括：

主轴，固定于第一本体上；

传动部件，包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转，所述第一部分分别与所述第二部分和所述第三部分连接；

驱动部件，与所述第二部分连接；

控制器；

反馈部件，与所述控制器连接；所述第三部分与所述反馈部件相连接；

其中，所述驱动部件产生的驱动力经过所述第二部分、所述第一部分，进而带动所述第三部分旋转，所述反馈部件检测所述第三部分旋转角速度和/或旋转角度，所述控制器用于获取所述旋转角速度和/或旋转角度，并根据所述旋转角速度和/或旋转角度确定并调整所述驱动部件的驱动方向，根据所述旋转角速度确定并调整所述驱动力大小。

另一方面，对应本申请实施例中的关节装置，还提供一种电子设备，包括：

第一本体；

关节装置，其中，所述关节装置包括：

主轴，固定于所述第一本体上；

承载部件，所述承载部件套设在所述主轴上，并能够绕所述主轴旋转；

旋转架，套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转；

传动部件，包括第一部分和第二部分，所述第一部分套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转，并与所述承载部件连接，所述第二部分设置在所述旋转架上，所述第一部分与所述第二部分连接；

驱动部件，安装在所述旋转架上，与所述第二部分连接；

弹性部件，所述弹性部件的第一端与所述旋转架连接，所述弹性部件的第二端与所述第一本体连接；

其中，当所述承载部件受到作用力并绕所述主轴沿第一方向旋转时，所述承载部件产生的转矩经过所述第一部分、所述第二部分及所述驱动部件，施加在所述旋转架上，使得所述旋转架绕所述主轴沿第一方向旋转，进而引起所述弹性部件产生形变，所述弹性部件的形变对所述旋转架产生与所述第一方向相反的作用力。

第二本体，放置于所述承载部件之上。

另一方面，对应本申请实施例中的关节装置，还提供一种电子设备，包括：

第一本体；

关节装置，其中，所述关节装置包括：

主轴，固定于第一本体上；

传动部件，包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转，所述第一部分分别与所述第二部分和所述第三部分连接；

驱动部件，与所述第二部分连接；

控制器；

反馈部件，与所述控制器连接；所述第三部分与所述反馈部件相连接；

其中，所述驱动部件产生的驱动力经过所述第二部分、所述第一部分，进而带动所述第三部分旋转，所述反馈部件检测所述第三部分旋转角速度和/或旋转角度，所述控制器用于获取所述旋转角速度和/或旋转角度，并根据所述旋转角速度和/或旋转角度确定并调整所述驱动部件的驱动方向，根据所述旋转角速度确定并调整所述驱动力大小。

第二本体，放置于所述承载部件之上。

通过本发明中的上述实施例中的一个实施例或多个实施例，至少可以实现如下技术效果：

在本申请实施例中，关节装置安装了旋转架和弹性部件，将传动部件、驱动部件安装在旋转架上，弹性部件一端与旋转架连接，一端与第一本体连接，所以，当承载部件受到作用力并绕主轴旋转时，承载部件产生的转矩经过第一部分、第二部分以及驱动部件，施加在旋转架上，使得旋转架绕主轴沿第一方向旋转，进而引起弹性部件产生形变，弹性部件的形变对旋转架产生与第一方向相反的作用力。因此，通过本申请实施例中的结构，可以有效缓冲传动部件在受到外界作用力时产生的外界冲击，解决了现有技术中的机器人的传动部件受到的外界冲击载荷超出可承受范围时，传动部件容易损坏的技术问题，实现了降低或消除传动部件所受到的外界冲击载荷，提高传动部件安全性的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中关节装置的主轴的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种关节装置的结构示意图；

图3为图2中本申请实施例中的关节装置中的传动部件和微动开关的结构示意图；

图4为本申请实施例中的关节装置的弹性部件的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种关节装置及电子设备，用以解决现有技术中的机器人的传动部件受到的外界冲击载荷超出可承受范围时，传动部件容易损坏的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

一种关节装置，包括：主轴；承载部件；旋转架；传动部件，包括第一部分和第二部分；驱动部件；弹性部件；其中，当所述承载部件受到作用力并绕所述主轴沿第一方向旋转时，所述承载部件产生的转矩经过所述第一部分、所述第二部分及所述驱动部件，施加在所述旋转架上，使得所述旋转架绕所述主轴沿第一方向旋转，进而引起所述弹性部件产生形变，所述弹性部件的形变对所述旋转架产生与所述第一方向相反的作用力。旋转架和弹性部件可以缓冲在关节装置在传动过程中产生的冲击，降低了内部零件受到的载荷峰值，保证了零件的安全。

在上述关节装置中，当有意外的外界作用力介入承载部件时，带动承载部件进行旋转，承载部件旋转产生的驱动力经过传动部件、驱动部件施加到旋转架上，使得旋转架绕主轴旋转，进而引起旋转架上的弹性部件对旋转架产生反作用力，并起到缓冲的作用。弹性部件的反作用力可以有效地缓冲传动外界作用力对部件产生的冲击，解决了现有技术中的机器人的传动部件受到的外界冲击载荷超出可承受范围时，传动部件容易损坏的技术问题，实现了降低或消除传动部件所受到的外界冲击载荷，提高传动部件安全性的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

请参考图1、图2、图3和图4，为本申请实施例一提供的一种关节装置的结构示意图，包括：

主轴1，固定于第一本体2上；

承载部件3，所述承载部件3套设在所述主轴1上，并能够绕所述主轴1旋转；

旋转架4，套设在所述主轴1上，能够绕所述主轴1旋转；

传动部件5，包括第一部分51和第二部分52，所述第一部分51套设在所述主轴1上，能够绕所述主轴1旋转，并与所述承载部件3连接，所述第二部分52设置在所述旋转架4上，所述第一部分51与所述第二部分52连接；

驱动部件6，安装在所述旋转架4上，与所述第二部分52连接；

弹性部件8，所述弹性部件8的第一端与所述旋转架4连接，所述弹性部件8的第二端与所述第一本体2连接。

其中，当所述承载部件3受到外界作用力并绕所述主轴1沿第一方向旋转时，所述承载部件3产生的转矩经过所述第一部分51、所述第二部分52及所述驱动部件6，施加在所述旋转架4上，使得所述旋转架4绕所述主轴1沿第一方向旋转，进而引起所述弹性部件8产生挠曲形变，所述弹性部件8的挠曲形变对所述旋转架4产生与所述第一方向相反的作用力。

具体来讲，在本申请实施例中，关节装置的主轴1的轴体部分为一个圆柱体，主轴1可以是关节装置的一个独立部件，也可以是第一本体2的一部分。第一本体2为关节装置的基础部分，起到承载主轴1和其他部件的作用。在具体实现过程中，当主轴1是关节装置的一个独立部件时，可由螺钉固定于第一本体2上，当然，还可以通过销钉将主轴1固定于第一本体2上，本领域技术人员还可以根据实际情况，采用其它固定方式，如铆接方式，在此，就不再一一举例了。

进一步地，在本申请实施例中，关节装置中还安装了承载部件3。承载部件3套设在主轴1上，具体来讲，可在承载部件3的两端通过两个轴承和轴承盖对承载部件3进行轴向的固定，使得承载部件3可以绕主轴1旋转。在具体实现过程中，为实现不同的功能，本领域技术人员可以在承载部件3上，根据实际需求在不同的部位安装不同类型的电子设备，比如：在承载部件3的侧边边缘位置安装投影仪、摄像机或者用于扫描的扫描仪器等，也可以在承载部件3的上方安装照明灯，用作家用台灯。举例来说，在承载部件3上安装的电子设备为投影仪，当承载部件3绕主轴1进行旋转时，便可带动投影仪进行上下运动，进而通过调整投影仪的位置实现调整投影内容位置的技术效果。

进一步地，在本申请实施例中，关节装置中还安装了旋转架4。具体来讲，可通过小间隙配合装配工艺将旋转架4装配在主轴1上，使旋转架4能够绕主轴1进行旋转。在实际使用过程中，旋转架4的大小和形状可根据关节装置的功能和结构来确定，比如：当关节装置的运动幅度较小时，旋转架4可以相应的变短或者加宽，或者，再比如：当关节装置设计成半椭圆形时，旋转架4可以设计成倒三角形，上方用于安装关节装置的部件，下方用于触发微动开关9。即本领域技术人员可以在关节装置的形状大小发生变化或者旋转架4安装不同的部件时，根据需要，对旋转架4的结构进行适应性调整，以适应关节装置，在此，就不再一一举例了。相较现有技术中的传动设计的部件之间为刚性连接的设计，本申请实施例中的将关节装置的部分部件布局在旋转架4上的设计，会在旋转架4进行旋转时，带动设置在旋转架4上的部件也进行相应的运动，进而具有防止现有技术中因部件位置固定而容易受力损坏的技术效果。

进一步地，在本申请实施例中，关节装置中还安装了传动部件5，传动部件5包括第一部分51和第二部分52。在具体实现中，第一部分51是一个做周向旋转运动的大齿轮，大齿轮的中心孔套设在主轴1上，可绕着主轴1进行旋转。第一部分51的上方部分通过螺钉或者销钉固定在承载部件3上，并通过固定承载部件3的轴承保证第一部分51与承载部件3的中心孔同轴。当承载部件3受外界作用力进行旋转时，可带动第一部分51进行旋转，反过来，当承载部件3静止时，也可以通过第一部分51的旋转，带动承载部件3进行旋转。在具体实现中，第二部分52是一个小齿轮，安装在旋转架4上面，其中，传动部件5的第一部分51和第二部分52之间通过齿轮啮合连接。当第二部分52进行旋转时，可带动第一部分51进行旋转，相反的，当第二部分52静止时，第一部分51进行旋转，也会带动第二部分52进行旋转。可见，在本申请实施例中，由于第一部分51与承载部件3和第二部分52连接，所以，可以达到其中一个部件进行旋转时带动其他部件进行旋转的技术效果。

进一步地，在本申请实施例中，关节装置中的驱动部件6与第二部分52套接在一起，都安装在旋转架4上。具体来说，驱动部件6是关节装置的驱动电机，用于产生使关节装置运动的驱动力，在具体实现中，驱动部件6可以是直流电机驱动、交流电机驱动或步进电机驱动，在实际应用中，本领域技术人员可以根据不同的需求进行选择，本申请不做限定。驱动部件6产生的驱动力经过第二部分52带动第一部分51进行旋转，进而通过第一部分51带动承载部件3进行转动。所以，在本申请实施例中，驱动部件6有带动传动部件5进行旋转，进而带动承载部件3运动的技术效果。

进一步地，在本申请实施例中，关节装置还安装了弹性部件8，具体来说，弹性部件8可为一可拉伸部件，如压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧、螺旋弹簧等，在具体实现过程中，本领域技术人员可以根据实际需求选择不同类型的弹性部件8。在关节装置中，弹性部件8的两端分别固定在不同的部件上，其中，第一端固定于旋转架4的下方，可以随着旋转架4的旋转而运动，第二端固定于第一本体2上，位置固定不变。本申请实施例中的关节装置由于引入弹性部件8，所以，当旋转架4进行转动时，会带动弹性部件8产生挠曲形变，通过挠曲形变使得弹性部件8对旋转架4产生了方向相反的反作用力，进而减缓了旋转架4的旋转，这可以起到缓冲外力的作用并达到缓冲冲击载荷尖峰，保证部件安全的技术效果。

在本申请实施例中，第一种可能的实现方式为：

当承载部件3突然受到外部施加的外界作用力时，比如有人掰动承载部件3或者受到挤压碰撞时，所受的外界作用力致使承载部件3快速地绕着主轴1向第一方向进行旋转。因承载部件3与传动部件5的第一部分51连接，所以承载部件3旋转会带动第一部分51绕主轴1进行旋转，使得承载部件3产生的转矩经过第一部分51、第二部分52以及驱动部件6，施加到旋转架4上，进而使得旋转架4绕主轴1沿第一方向进行旋转，旋转架4上固定了弹性部件8的第一端，所以旋转架4进行旋转时能够引起弹性部件8产生挠曲形变，进而对旋转架4产生与第一方向相反的作用力。该实施方式比较适用于外界作用力较小的情况，在这种情况下旋转架4的旋转幅度较小，关节装置通过弹性部件8产生的作用力可以缓冲外界对关节装置施加的外界作用力，例如当有人反复掰动承载部件3时，该可能的实现方式可以达到防止外界作用力损坏传动部件5或其他部件的技术效果。

在本申请实施例中，第二种可能的实现方式为：

与第一种可能的实现方式相比，本实现方式适用于承载部件3受到强外界作用力的情况，除了通过弹性部件8对外界作用力起到缓冲作用之外，还设置了微动开关9来可识别外界施加的过大负载，并通过控制器和微动开关9对关节装置进行进一步的保护。在本申请的实施例中，关节装置的控制器可以控制驱动部件6产生的大小和方向合适的驱动力进而调节承载部件3的旋转角度，以满足实际应用的需求。

进一步地，在本申请实施例中，关节装置中还安装了微动开关9，微动开关9安装在第一本体2上，具体来说，微动开关9包括两个开关：微动开关91和微动开关92，两个微动开关9的构造和功能相同，分别固定在旋转架4两边的第一本体2上。同时，微动开关9还与控制器连接，控制器可以获取微动开关9的不同状态之间的变化，进而具有根据该状态变化判断是否有强外界作用力施加到承载部件3上，以及确定旋转架4的旋转方向和承载部件3的旋转方向的技术效果。

当承载部件3受强外界作用力并绕主轴1进行旋转时，产生的转矩经过第一部分51、第二部分52及驱动部件6，进而施加在旋转架4上，使得旋转架4绕主轴1沿第一方向进行旋转，旋转架4旋转则引起弹性部件8发生挠曲形变并产生反方向的作用力。其中，当旋转架4旋转至一预定位置时可以触发微动开关9的状态发生变化，使得微动开关9由第一状态变为第二状态，在本实施例中，第一状态下的微动开关9为断开状态，第二状态下的微动开关9为连通状态，即旋转架4的大幅度旋转可以触发微动开关9由断开状态变为连通状态。

控制器获取微动开关9的状态并判断具体是微动开关91还是微动开关92发生了状态的变化，进而根据该状态变化控制驱动部件6的驱动方向。控制器根据微动开关9的状态变化确定旋转架4的旋转方向，进而推算出承载部件3的旋转方向。当控制器确定承载部件3沿着第一方向进行旋转后，则控制驱动部件6产生的驱动力的驱动方向，使得驱动力带动第二部分52进行旋转，并通过第一分别51进而带动承载部件3的沿第一方向进行旋转。本申请实施例中，关节装置通过微动开关9获知外界碰撞或冲击的介入，进而通过控制器的控制使得关节装置的承载部件3和传动部件5由人为的被动旋转变为驱动部件6带动的主动旋转，关节装置达到了通过短时反向驱动部件6的驱动力产生主动顺应，由被动转化为主动控制的方式来产生动作的技术效果。

微动开关9的状态变化除了可以触发驱动部件6的顺应动作之外，还可作为人机交互的输入。具体来说，承载部件3受强外界作用力时触发微动开关9，驱动部件6顺应控制承载部件3的旋转，当外界作用力消失后，控制器保存外力消失时关节装置的旋转角，并控制微动开关9的状态变由第二状态回复到第一状态，即由连通状态变为断开状态。在具体实现过程中，比如人为掰动承载部件3可能是根据实际需求调整承载部件3的旋转角度，例如承载部件3上安装了投影仪，用户通过掰动承载部件3来调节投影仪的投影位置，所以本实现方式中，当外界施加的外界作用力解除时，控制器保存承载部件3的当前旋转角度并保持旋转角度不变，同时控制微动开关9的状态由第二状态恢复到第一状态。

事实上，控制器控制驱动部件6产生主动顺应的动作过程有时间延时，如果直接通过控制器的控制来缓冲外界作用力的冲击，则不能避免延时的时间之内外界作用力对传动部件5产生的损伤，所以弹性部件8对关节装置进行了第一层的保护。与现有技术不同的是，本申请的技术方案包含对关节装置的两层的安全保护。第一层是弹性部件8对旋转架4产生的反方向的缓冲力，该缓冲随着旋转架4受力而产生，弹性部件8的缓冲过程没有延时。第二层是微动开关9发生状态变化后触发控制器控制驱动部件6产生降低部件承受压力的应力，起到双重保护的技术效果。

在本申请实施例中，第三种可能的实现方式为：

本实现方式与第二种可能的实施方式相比，在旋转架4触发微动开关9的状态发生改变后，控制器控制承载部件3上的电子设备运行相应的应用。

当承载部件3受外界作用力时，产生的转矩经过第一部分51、第二部分52及驱动部件6，进而带动旋转架4进行旋转，弹性部件8发生挠曲形变产生反作用力。当旋转架4旋转至预定位置时，触发微动开关9由第一状态变为第二状态，进而控制器控制驱动部件6的驱动方向。在本实施方式中，当微动开关9受旋转架4的拉伸，由第一状态变为第二状态时，控制器输出相应的信息，该信息用于控制承载部件3上的电子设备运行应用，电子设备根据该信息生成并输出相应的提示信息，或者运行与第二状态对应的应用。所以，在本申请的实施例中，微动开关9不但保护关节装置的部件，还有触发电子设备相应的应用以满足实际需求的技术效果。

举例来说，关节装置的承载部件3上安装了投影仪和语音播放器，则该关节装置可视为智能投影仪。当控制器通过检测微动开关9的状态发生变化，并确定承载部件3被施加了较大的负载时，可以根据关节装置的不同设置控制语音播放器播放不同的语音，例如，语音播放器可以通过播放“请勿强掰”的语音，用于提示用户保护关节装置，也可以广播“投影范围向下移动”或者“投影范围向上移动”等语音提示信息，有使用户了解旋转承载部件3所起到的作用的技术效果。

或者，关节装置与上位机可以通过无线网络进行通信，上位机可用于控制关节装置并实时获取关节装置的状态。例如关节装置为一智能投影仪，当人为掰动承载部件3时，关节装置的控制器通过无线通信网网络向上位机发送“有人强掰投影仪”、“投影范围向下移动”或者“投影范围向上移动”等提示信息，使用户可以实时获取关节装置的不同状态。

或者，当作为智能投影仪的关节装置的控制器检测到微动开关9的状态发生变化时，控制承载部件3上投影仪变为工作状态。当投影仪处于关闭状态时，打开投影仪。当投影仪处于休眠状态时，开启投影仪。

在本申请实施例中，第四种可能的实现方式为：

与前三种可能的实施方式相比，本实施方式中关节装置的控制器可以通过反馈部件7对驱动部件6进行伺服控制。在本实施方式中，传动部件5还包括第三部分53，第三部分53是一个安装在旋转架4上的直径小于第一部分51的小齿轮，与第一部分51的齿轮之间相互啮合。反馈部件7安装在旋转架4上，同时与控制器连接，并与传动部件5的第三部分53套设在一起。具体来说，反馈部件7可以是旋转电位器或编码器，所属技术领域的技术人员可以根据实际需求选择。在关节装置中，当承载部件3旋转引起第三部分53进行旋转时，反馈部件7获取第三部分53的旋转信息，控制器根据该旋转信息控制驱动部件6的驱动力的驱动大小和驱动方向，进而调节承载部件3的旋转，这个过程形成了一个伺服控制，可以达到准确调节承载部件3的旋转角度的技术效果。

具体来说，当关节装置的承载部件3受到外界的作用力进行旋转时，带动第一部分51进行旋转，第一部分51进而带动第三部分53进行旋转。连接第三部分53的反馈部件7可以获取第三部分53的运动参数，包括旋转时间、旋转角度和旋转角速度等。控制器获取该参数信息后可以通过换算得到承载部件3的运动参数，如旋转方向和受力范围等，并根据承载部件3的运动参数控制驱动部件6产生的驱动力，进而对承载部件3的旋转角度进行进一步的控制。在具体实现过程中，控制器获取第三部分53的旋转角速度后，可以根据旋转角速度的变化换算出承载部件3所受外界作用力的大小范围。控制器根据该大小范围估算用户想要承载部件3旋转到的位置，即旋转角度的范围。当估算出承载部件3旋转角度范围后，控制器控制驱动部件6产生的驱动力的驱动方向和驱动力大小，确保承载部件3的旋转角度在控制器估算出的旋转角度范围内。在该实现方式中，承载部件3、传动部件5、驱动部件6、反馈部件7和控制器之间形成的伺服控制达到了使承载部件3在受外界作用力的情况下旋转到最佳位置的技术效果。

实施例二

请参考图1、图2和图3，为本申请实施例二提供的一种关节装置的结构示意图，包括：

主轴1，固定于第一本体2上；

传动部件5，包括第一部分51、第二部分52和第三部分53，所述第一部分51套设在所述主轴1上，能够绕所述主轴1进行旋转，所述第一部分51分别与所述第二部分52和所述第三部分53连接；

驱动部件6，与所述第二部分52连接；

控制器；

反馈部件7，与所述控制器连接；所述第三部分53与所述反馈部件7相连接；

其中，所述驱动部件6产生的驱动力经过所述第二部分52、所述第一部分51，进而带动所述第三部分53进行旋转，所述反馈部件7检测所述第三部分53的旋转角速度和/或旋转角度，所述控制器用于获取所述旋转角速度和/或旋转角度，并根据所述旋转角速度和/或旋转角度确定并调整所述驱动部件6的驱动方向，根据所述旋转角速度确定并调整所述驱动力大小。

本申请实施例二中，主轴1、驱动部件6、控制器、反馈部件7以及传动部件5的第一部分51、第二部分52、第三部分53的结构和功能与本申请实施例一中的相同，在此不再赘述。

本申请实施例二中，关节装置的控制器通过控制驱动部件6产生驱动力的驱动大小和驱动方向对关节装置进行精确的控制。驱动部件6与传动部件5的第二部分52进行旋转，进而驱动力带动第二部分52进行旋转。第二部分52与第一部分51齿轮啮合，所以第二部分52带动第一部分51进行旋转。同时，第一部分51又与第三部分53齿轮啮合，进而第一部分51带动第三部分53进行旋转。第三部分53与反馈部件7套设在一起，反馈部件7可以获取第三部分53的运动参数，包括旋转角度和旋转角速度等。控制器可以获取该参数信息，进而通过换算得到承载部件3的运动参数、旋转方向、旋转范围和受力范围，并通过驱动部件6对承载部件3进行进一步的控制。在本申请实施例中，控制器通过反馈部件7获取的参数控制并调节驱动部件6的驱动力，使关节装置的旋转角度和旋转速度更加精确化，实现了对关节装置进行精确控制的技术效果。

实施例三

基于与实施例一相同的发明构思，本申请实施例三提供一种电子设备，请参考图1、图2、图3和图4，所述电子设备包括：

第一本体2；

关节装置，其中，所述关节装置包括：

主轴1，固定于所述第一本体2上；

承载部件3，所述承载部件3套设在所述主轴1上，并能够绕所述主轴1旋转；

旋转架4，套设在所述主轴1上，能够绕所述主轴1旋转；

传动部件5，包括第一部分51和第二部分52，所述第一部分51套设在所述主轴1上，能够绕所述主轴1旋转，并与所述承载部件3连接，所述第二部分52设置在所述旋转架4上，所述第一部分51与所述第二部分52连接；

驱动部件6，安装在所述旋转架4上，与所述第二部分52连接；

弹性部件8，所述弹性部件8的第一端与所述旋转架4连接，所述弹性部件8的第二端与所述第一本体2连接；

其中，当所述承载部件3受到作用力并绕所述主轴1沿第一方向旋转时，所述承载部件3产生的转矩经过所述第一部分51、所述第二部分52及所述驱动部件6，施加在所述旋转架4上，使得所述旋转架4绕所述主轴1沿第一方向旋转，进而引起所述弹性部件8产生挠曲形变，所述弹性部件8的挠曲形变对所述旋转架4产生与所述第一方向相反的作用力。

第二本体10，放置于所述承载部件3之上。

本申请实施例三中，第一本体2、主轴1、承载部件3、旋转架4、驱动部件6、弹性部件8以及传动部件5的第一部分51、第二部分52的结构和功能与本申请实施例一中的相同，在此不再赘述。

第二本体10，放置于承载部件3之上，具体来说，第二本体10为一电子设备。在具体实现过程中，为实现不同的功能，本领域技术人员可以根据实际需求在承载部件3的不同部位安装不同类型的第二本体10，比如：在承载部件3的侧边边缘位置上安装投影仪、摄像机或者用于扫描的扫描仪器等第二本体10，或者在承载部件3的上方位置安装照明灯等第二本体10，可以用于家用智能台灯。

本申请实施例三中，当承载部件3突然受到外部施加的外界作用力时，比如有人掰动承载部件3或者受到挤压碰撞时，所受的外界作用力致使承载部件3快速地绕着主轴1向第一方向进行旋转。因承载部件3与驱动部件6的第一部分51连接，所以带动第一部分51绕主轴1进行旋转，使得承载部件3产生的转矩经过第一部分51、第二部分52以及驱动部件6，施加到旋转架4上，进而使得旋转架4绕主轴1沿第一方向进行旋转，旋转架4进行旋转引起弹性部件8产生挠曲形变，并对旋转架4产生与第一方向相反的作用力。

实施例四

基于与实施例二相同的发明构思，本申请实施例四提供一种电子设备，请参考图1、图2和图3，所述电子设备包括：

第一本体2；

关节装置，其中，所述关节装置包括：

主轴1，固定于第一本体2上；

传动部件5，包括第一部分51、第二部分52和第三部分53，所述第一部分51套设在所述主轴1上，能够绕所述主轴1进行旋转，所述第一部分51分别与所述第二部分52和所述第三部分53连接；

驱动部件6，与所述第二部分52连接；

控制器；

反馈部件7，与所述控制器连接；所述第三部分53与所述反馈部件7相连接；

其中，所述驱动部件6产生的驱动力经过所述第二部分52、所述第一部分51，进而带动所述第三部分53进行旋转，所述反馈部件7检测所述第三部分53的旋转角速度和/或旋转角度，所述控制器用于获取所述旋转角速度和/或旋转角度，并根据所述旋转角速度和/或旋转角度确定并调整所述驱动部件6的驱动方向，根据所述旋转角速度确定并调整所述驱动力大小。

第二本体10，放置于所述承载部件3之上。

本申请实施例四中，第一本体2、主轴1、驱动部件6、控制器、反馈部件7以及传动部件5的第一部分51、第二部分52和第三部分53的结构和功能与本申请实施例一中的相同，第二本体10的结构和功能与本申请实施例三中的相同，在此不再赘述。

具体来说，本申请实施例四中，关节装置的控制器通过控制驱动部件6产生驱动力的驱动大小和驱动方向对关节装置进行精确的控制。驱动部件6与传动部件5的第二部分52进行旋转，进而驱动力带动第二部分52进行旋转。第二部分52与第一部分51齿轮啮合，所以第二部分52带动第一部分51进行旋转。同时，第一部分51又与第三部分53齿轮啮合，进而第一部分51带动第三部分53进行旋转。第三部分53与反馈部件7套设在一起，反馈部件7可以获取第三部分53的运动参数，包括旋转角度和旋转角速度等。控制器可以获取该参数信息，进而通过换算得到承载部件3的运动参数、旋转方向、旋转范围和受力范围，并通过驱动部件6对承载部件3进行进一步的控制。在本申请实施例中，控制器通过反馈部件7获取的参数控制并调节驱动部件6的驱动力，使关节装置的旋转角度和速度更加精确化，实现了对关节装置进行精确控制的技术效果。

通过本发明中的上述实施例中的一个实施例或多个实施例，至少可以实现如下技术效果：

1、由于本申请实施例中的技术方案，采用了当承载部件受到作用力并绕主轴沿第一方向旋转时，承载部件产生的转矩经过第一部分、第二部分及驱动部件，施加在旋转架上，使得旋转架绕主轴沿第一方向旋转，进而引起弹性部件产生挠曲形变，弹性部件的形变对旋转架产生与第一方向相反的作用力的技术方案，相较现有技术中的传动设计的部件之间为刚性连接的设计，将关节装置的部分部件布局在旋转架上的设计，会在旋转架进行旋转时，通过旋转架带动设置在旋转架上的部件也进行相应的运动，进而具有防止现有技术中因部件位置固定而容易受力损坏的技术效果。同时，弹性部件对旋转架产生了方向相反的反作用力，弹性部件的反作用力减缓了旋转架的旋转可以起到缓冲外力的作用并达到缓冲冲击载荷尖峰，保证部件的安全的技术效果。

2、由于本申请实施例中的技术方案，采用了旋转架绕主轴沿第一方向旋转至一预定位置时，旋转架触发所述微动开关的状态由第一状态变为第二状态，控制器用于根据第二状态控制驱动部件的驱动方向的技术方案，控制器可以获取微动开关的不同状态之间的变化，进而具有根据该状态变化判断是否有强外界作用力施加到承载部件上，以及确定旋转架的旋转方向和承载部件的旋转方向的技术效果。另外，关节装置还通过微动开关获知外界碰撞或冲击的介入，进而通过控制器的控制使得关节装置的承载部件和传动部件由人为的被动旋转变为驱动部件带动的主动旋转，使关节装置达到了通过短时反向驱动部件的驱动力产生主动顺应，由被动转化为主动控制的方式来产生动作的技术效果。

3、由于本申请实施例中的技术方案，采用了根据第二状态输出信息以使接收到信息的器件生成并输出提示信息，或者根据第二状态控制承载在承载部件上的电子设备运行与第二状态对应的应用的技术方案，关节装置的电子设备接收到提示信息后生成并输出提示信息，或者运行与第二状态对应的应用，所以，微动开关不但保护关节装置的部件，还有触发电子设备相应的应用以满足实际需求的技术效果。

4、由于本申请实施例中的技术方案，采用了当第一部分旋转时，第一部分带动第三部分旋转，反馈部件检测到所述第三部分旋转角速度，控制器用于获取旋转角速度并根据旋转角速度控制驱动方向及驱动力大小的技术方案，关节装置的承载部件进行旋转时引起第三部分进行旋转，反馈部件获取第三部分的旋转角速度，控制器根据旋转角速度控制驱动部件的驱动力，进而调节承载部件的旋转，形成了一个伺服控制，可以达到准确调节承载部件的旋转角度，以及使承载部件旋转到最佳位置的技术效果。

5、由于本申请实施例中的技术方案，采用了驱动部件产生的驱动力经过第二部分、第一部分，进而带动第三部分旋转，反馈部件检测第三部分旋转角速度和/或旋转角度，控制器用于获取旋转角速度和/或旋转角度，并根据旋转角速度和/或旋转角度确定并调整驱动部件的驱动方向，根据旋转角速度确定并调整驱动力大小的技术方案，控制器通过反馈部件获取的旋转角速度和/或旋转角度控制并调节驱动部件的驱动力，使关节装置的旋转角度和速度更加精确化，实现了对关节装置进行精确控制的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种关节装置，包括：

主轴，固定于第一本体上；

承载部件，所述承载部件套设在所述主轴上，并能够绕所述主轴旋转；

旋转架，套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转；

传动部件，包括第一部分和第二部分，所述第一部分套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转，并与所述承载部件连接，所述第二部分设置在所述旋转架上，所述第一部分与所述第二部分连接；

驱动部件，安装在所述旋转架上，与所述第二部分连接；

弹性部件，所述弹性部件的第一端与所述旋转架连接，所述弹性部件的第二端与所述第一本体连接；

其中，当所述承载部件受到作用力并绕所述主轴沿第一方向旋转时，所述承载部件产生的转矩经过所述第一部分、所述第二部分及所述驱动部件，施加在所述旋转架上，使得所述旋转架绕所述主轴沿第一方向旋转，进而引起所述弹性部件产生形变，所述弹性部件的形变对所述旋转架产生与所述第一方向相反的作用力。

2.如权利要求1所述的关节装置，其特征在于，所述关节装置还包括：

控制器；

微动开关，安装在所述第一本体上，与所述控制器连接；

在所述旋转架绕所述主轴沿所述第一方向旋转至一预定位置时，所述旋转架触发所述微动开关的状态由第一状态变为第二状态，所述控制器用于根据所述第二状态控制所述驱动部件的驱动方向。

3.如权利要求2所述的关节装置，其特征在于，所述控制器用于：当所述作用力为外力时，根据所述第二状态控制所述驱动部件的驱动方向为使得所述承载部件沿所述第一方向旋转的方向。

4.如权利要求2所述的关节装置，其特征在于，所述控制器用于：根据所述第二状态输出信息以使接收到所述信息的器件生成并输出提示信息，或者根据所述第二状态控制承载在所述承载部件上的电子设备运行与所述第二状态对应的应用。

5.如权利要求2所述的关节装置，其特征在于，所述控制器还用于：当所述作用力解除时，保持所述承载部件的当前旋转角度不变，并控制所述微动开关的状态变为所述第一状态。

6.如权利要求1所述的关节装置，其特征在于，所述传动部件还包括：第三部分，与所述第一部分连接；

所述关节装置还包括：

控制器；

反馈部件，所述反馈部件安装在所述旋转架上，与所述控制器连接；所述第三部分与所述反馈部件相连接；

当所述第一部分旋转时，所述第一部分带动所述第三部分旋转，所述反馈部件检测到所述第三部分旋转角速度和/或旋转角度，所述控制器用于获取所述旋转角速度和/或旋转角度并根据所述旋转角速度控制驱动方向及驱动力大小。

7.一种关节装置，包括：

主轴，固定于第一本体上；

传动部件，包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分套设在所述主轴上，能够绕所述主轴旋转，所述第一部分分别与所述第二部分和所述第三部分连接；

驱动部件，与所述第二部分连接；

控制器；

反馈部件，与所述控制器连接；所述第三部分与所述反馈部件相连接；

其中，所述驱动部件产生的驱动力经过所述第二部分、所述第一部分，进而带动所述第三部分旋转，所述反馈部件检测所述第三部分旋转角速度和/或旋转角度，所述控制器用于获取所述旋转角速度和/或所述旋转角度，并根据所述旋转角速度和/或所述旋转角度确定所述驱动部件的驱动方向和驱动力大小。

8.一种电子设备，包括：

第一本体；

如权利要求1-6任一项所述的关节装置；

第二本体，放置于所述承载部件之上。

9.一种电子设备，包括：

第一本体；

如权利要求7所述的关节装置；

第二本体，放置于所述承载部件之上。