WO2020062169A1

WO2020062169A1 - 一种机器人关节模组及其无线供电装置、系统和方法

Info

Publication number: WO2020062169A1
Application number: PCT/CN2018/108811
Authority: WO
Inventors: 张晟; 姚吉隆
Original assignee: 西门子（中国）有限公司
Priority date: 2018-09-29
Filing date: 2018-09-29
Publication date: 2020-04-02
Also published as: US20210394375A1; US11440205B2; EP3859940A4; EP3859940A1; CN114008890A

Abstract

一种机器人关节模组（100）及其无线供电装置、系统和方法。包括：无线功率接收器（101、55），其布置在当前机器人关节模组的连接端（51），适配于从所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率；无线功率发射器（102、56），其布置在所述当前机器人关节模组的输出端（52），适配于向所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组发射所述电功率。通过无线供电方式从上一级机器人关节模组接收电功率，还通过无线供电方式向下一级机器人关节模组发送电功率，无需布置电源线缆即可在多个机器人关节模组之间传递电功率。既可以降低电源线缆的布线成本和难度，还可以避免电源线缆缠绕导致的线缆断裂，可以实现关节的无限连续旋转。

Description

一种机器人关节模组及其无线供电装置、系统和方法

技术领域

本申请涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人关节模组及其无线供电装置、系统和方法。

背景技术

机器人(Robot)是能够自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，还可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人可以包括工业机器人、农业机器人、家用机器人、医用机器人、服务型机器人、空间机器人、水下机器人、军用机器人、排险救灾机器人、教育教学机器人、娱乐机器人，等等。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，靠自身动力和控制能力来实现各种功能。

目前，主要通过电源线缆和通信线缆连接机器人关节。然而，无论在车间还是在客户现场组装机器人，关节之间的布线总是耗时且针对操作员提出高要求的，如何实现快速简便的关节组装是一个尚待解决的难题。

而且，为了克服由布线缠绕导致的线缆断裂，机器人的关节旋转角度通常有限，难以实现无限连续旋转。

发明内容

有鉴于此，本发明实施方式的主要目的在于提供一种机器人关节模组及其无线供电装置、系统和方法。

本发明实施方式的技术方案是这样实现的：

一种机器人关节模组的无线供电装置，包括：

无线功率接收器，其布置在当前机器人关节模组的连接端，适配于从所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率；

无线功率发射器，其布置在所述当前机器人关节模组的输出端，适配于向所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组发射所述电功率。

可见，在本发明实施方式中，机器人关节模组可以通过无线供电方式从上一级机器人关节模组接收电功率，还可以通过无线供电方式向下一级机器人关节模组发送电功率，无需布置电源线缆即可在多个机器人关节模组之间传递电功率。既可以降低电源线缆的布线成本和难度，还可以避免电源线缆缠绕导致的线缆断裂，可以实现关节的无限连续旋转。

在一个实施方式中，还包括无线通信模块，其适配于执行下列处理中的至少一个：

从机器人控制器接收适配于控制所述当前机器人关节模组的控制指令；

向机器人控制器发送所述当前机器人关节模组的状态参数；

从手持终端接收适配于控制所述当前机器人关节模组的控制指令；

向手持终端发送所述当前机器人关节模组的状态参数；

与所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组建立接收所述电功率的第一握手对话；

与所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组建立发射所述电功率的第二握手对话。

因此，在本发明实施方式中，机器人关节模组无需通信线缆即可从机器人控制设备接收控制指令，以及向机器人控制设备发送状态参数。既可以降低通信线缆的布线成本和难度，还可以避免通信线缆缠绕导致的线缆断裂，可以实现关节的无限连续旋转。

在一个实施方式中，所述无线通信模块布置在所述机器人关节模组的关节本体的内部。

通过将无线通信模块布置在机器人关节模组的关节本体的内部，可以节约布置空间，精简关节模组的结构。

一种机器人关节模组，包括：

关节本体，其包含一个连接端、一个输出端及一个后盖端；

主板，其布置在所述关节本体的内部；

无线功率接收器，其布置在所述连接端，适配于从当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率；

无线功率发射器，其布置在所述输出端，适配于向所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组发射所述电功率。

可见，在本发明实施方式中，通过无线供电方式从上一级机器人关节模组接收电功率，还可以通过无线供电方式向下一级机器人关节模组发送电功率，无需布置电源线缆即可在多个机器人关节模组之间传递电功率。既可以降低电源线缆的布线成本和难度，还可以避免电源线缆缠绕导致的线缆断裂，可以实现关节的无限连续旋转。

在一个实施方式中，还包括：

无线通信模块，其布置在所述主板上，适配于执行下列处理中的至少一个：

向机器人控制器发送所述当前机器人关节模组的状态参数；

向手持终端发送所述当前机器人关节模组的状态参数；

与所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组建立传输所述电功率的第一握手对话；

与所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组建立传输所述电功率的第二握手对话。

而且，无线通信模块在与其他机器人关节模组传递电功率的过程中起到了协助作用。

在一个实施方式中，无线功率接收器布置于所述连接端的端面上。

因此，当前机器人关节模组的无线功率接收器，与布置在上一级机器人关节模组的输出端的端面上的无线功率发射器可以良好对准，从而提高电功率传输效率。

在一个实施方式中，所述无线功率发射器布置于所述输出端的端面上。

因此，当前机器人关节模组的无线功率发射器，与布置在下一级机器人关节模组的连接端的端面上的无线功率接收器可以良好对准，从而提高电功率传输效率。

一种机器人，包括如上所述的机器人关节模组。

在一个实施方式中，所述机器人为协作式机器人。

本发明实施方式提出的关节模组之间的无线连接可以显著减少机器人尺寸，将本发明实施方式提出的关节模组实施应用到协作机器人中，可以满足协作机器人针对机器人尺寸小型化的严格要求。

一种机器人关节模组的无线供电系统，包括：

第一机器人关节模组，其适配于以无线供电方式从所述第一机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率，或以有线供电方式从机器人控制器接收电功率；

第二机器人关节模组，其与所述第一机器人关节模组的输出端连接，适配于以无线供电方式从所述第一机器人关节模组接收所述电功率。

因此，无需布置电源线缆即可在多个机器人关节模组之间传递电功率。既可以降低电源线缆的布线成本和难度，还可以避免电源线缆缠绕导致的线缆断裂，可以实现关节的无限连续旋转。

在一个实施方式中，还包括：

第三机器人关节模组，其与所述第二机器人关节模组的输出端连接，适配于以无线供电方式从所述第二机器人关节模组接收所述电功率。

一种机器人关节模组的无线供电方法，包括：

以无线供电方式从当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率，或以有线供电方式从机器人控制器接收电功率；

以无线供电方式将所述电功率发射到当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组。

无需布置电源线缆即可在多个机器人关节模组之间传递电功率。既可以降低电源线缆的布线成本和难度，还可以避免电源线缆缠绕导致的线缆断裂，可以实现关节的无限连续旋转。

在一个实施方式中，该方法还包括：

基于无线通信方式建立与所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组的第一握手对话，及基于无线通信方式建立与所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组的第二握手对话；

基于所述第二握手对话，从所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组接收供电请求；

基于所述第一握手对话，向所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组发送所述供电请求；

其中所述以无线供电方式从当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率包括：经由所述上一级机器人关节模组基于所述供电请求与所述机器人关节模组建立的第一电磁共振关系，从所述上一级机器人关节模组接收所述电功率；

其中所述以无线供电方式将所述电功率发射到当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组包括：基于所述供电请求建立与所述下一级机器人关节模组的第二电磁共振关系，经由所述第二电磁共振关系向所述下一级机器人关节模组发送所述电功率。

因此，本发明实施方式基于无线通信方式建立的握手对话可以传递供电请求，在与其他机器人关节模组传递电功率的过程中起到协助作用。

一种机器人关节模组的无线供电装置，包括处理器和存储器；

所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上任一项所述的机器人关节模组的无线供电方法。

因此，本发明实施方式提出了一种包含处理器和存储器的无线供电装置。

一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如上任一项所述的机器人关节模组的无线供电方法。

附图说明

图1为根据本发明实施方式的机器人关节模组的无线供电装置的结构图。

图2为根据本发明实施方式的机器人关节模组的第一示范性立体结构图。

图3为根据本发明实施方式的机器人关节模组的第二示范性立体结构图。

图4为根据本发明实施方式的机器人关节模组的无线供电系统的结构图。

图5为根据本发明实施方式的机器人关节模组的无线供电方法的流程图。

图6为根据本发明实施方式的机器人关节模组的无线供电装置的结构图。

图7为根据本发明实施方式的串联式六轴机器人的无线供电示意图。

其中，附图标记如下：

标号

含义

100	机器人关节模组
101	无线功率接收器
102	无线功率发射器
103	无线通信模块
50	关节主体
51	连接端
52	输出端
53	后盖端
54	主板
55	无线功率接收器
56	无线功率发射器
401	第一机器人关节模组
402	第二机器人关节模组
403	第三机器人关节模组
40n	第n机器人关节模组
501～502	步骤
601	处理器
602	存储器
20	机器人控制器
21	支架
22	底部关节
23	肩关节
24	肘关节
25	第一腕关节
26	第二腕关节
27	第三腕关节

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

考虑到现有技术中经由线缆连接机器人关节的缺点，申请人提出一种无需布线即可连接机器人关节的技术方案，既降低布线成本和难度，还可以避免布线缠绕导致的线缆断裂，从而可以实现关节的无限连续旋转。

机器人通常包括一个底部关节模组和至少一个非底部关节模组。底部关节模组通常布置在支架上，或布置在地面、墙壁等多机器人安装面上，而非底部关节通过级联方式与底部关节模组连接。

图1为根据本发明实施方式的机器人关节模组的无线供电装置的结构图。图1所示的无线供电装置优选布置到机器人的非底部关节模组中。

如图1所示，该无线供电装置包括：

无线功率接收器101，布置在一个机器人关节模组100(也就是，当前机器人关节模组)的连接端，用于从该机器人关节模组100的上一级机器人关节模组接收电功率；

无线功率发射器102，布置在该机器人关节模组100的输出端，用于向该机器人关节模组100的下一级机器人关节模组发射电功率。

其中：连接端用于与上一级机器人关节模组连接，输出端用于与下一级机器人关节模组连接。

无线功率接收器101可以基于无线充电联盟(Wireless Power Consortium，WPC)标准、电力事业联盟(Power Matters Alliance，PMA)标准、无线电力联盟(Alliance for Wireless Power，A4WP)标准、iNPOFi、Wi-Po等无线供电技术，接收电功率，特别是从上一级机器人关节模组接收电功率。

无线功率发射器102可以基于WPC标准、PMA标准、A4WP标准、iNPOFi技术、Wi-Po等无线供电技术，发射电功率，用于下一级机器人关节模组接收。

可见，基于图1的无线供电装置，每个机器人关节模组100都可以通过无线供电方式从上一级机器人关节模组接收电功率，还可以通过无线供电方式向下一级机器人关节模组发送电功率，无需布置电源线缆即可在多个机器人关节模组之间传递电功率。既可以降低布线成本和难度，还可以避免布线缠绕导致的线缆断裂，从而可以实现关节的无限连续旋转。

需要说明的是，在本发明中的上一级机器人关节和下一级机器人关节并不特指“上”、“下”的位置关系，而仅仅是指和所描述的机器人关机模组连连接的两个不同的关节模组。在本发明中，机器人关节可以一个接一个的连接起来，通过依据本发明的无线供电装置，实现电功率的连续传递，从而给各级关节模组供电。

在一个实施方式中，该无线供电装置还包括无线通信模块103。比如，无线通信模块103实施为蓝牙模块或WIFI模块，等等。优选的，无线通信模块103布置在机器人关节模组100的主板上，其中主板布置在机器人关节模组100的后盖端。

在一个方面中，无线通信模块103可以与任意的机器人控制设备交互信息，比如从机器人控制设备接收控制指令或向机器人控制设备上报状态参数。举例，机器人控制设备可以实施为机器人控制器或手持终端。当机器人实施为工业机器人时，机器人控制设备通常实施为机器人控制器；当机器人实施为协作机器人(Collaborative Robot)时，机器人控制设备通常实施为手持终端。

在另一个方面中，无线通信模块103还可以在与其他机器人关节模组传递电功率的过程中起到协助作用，比如建立关节模组之间的握手对话。

下面举例对无线通信模块103的示范性应用进行说明：

(1)、无线通信模块103可以从机器人控制器接收适配于控制机器人关节模组的控制指令。具体的，该控制指令可以实施为指示机器人关节模组在自身的自由度上旋转的旋转指令，也可以实施为指示机器人关节模组在机器人活动空间上的移动指令。

(2)、无线通信模块103可以向机器人控制器发送机器人关节模组的状态参数。具体的，状态参数可以实施为加速度参数、速度参数、温度参数或位置参数，等等。

(3)、无线通信模块103可以从手持终端或其他类型的控制设备接收适配于控制机器人关节模组的控制指令。具体的，该控制指令可以实施为指示机器人关节模组在自身的自由度上旋转的旋转指令，也可以实施为指示机器人关节模组在机器人活动空间上的移动指令。

(4)、无线通信模块103可以向手持终端或其他类型的控制设备发送机器人关节模组的状态参数。具体的，状态参数可以实施为加速度参数、速度参数、温度参数或位置参数，等等。

(5)、无线通信模块103可以与上一级机器人关节模组建立接收电功率的第一握手对话。

(6)、无线通信模块103可以与下一级机器人关节模组建立发射电功率的第二握手对话。

可见，基于图1的无线供电装置，机器人关节模组无需通信线缆即可从机器人控制设备接收控制指令，以及向机器人控制设备发送状态参数，既可以降低布线成本和难度，还可以避免布线缠绕导致的线缆断裂，从而可以实现关节的无限连续旋转或移动。

而且，无线通信模块103还可以协助与其他机器人关节模组之间的无线电功率传递。

以上示范性描述了无线供电技术和无线通信模块的典型实例，本领域技术人员可以意识到，这种描述是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种机器人关节模组。

图2为根据本发明实施方式的机器人关节模组的第一示范性立体结构图；图3为根据本发明实施方式的机器人关节模组的第二示范性立体结构图。

由图2和图3可见，机器人关节模组包括：

关节本体50，其包含一个连接端51、一个输出端52以及后一个后盖端53；

主板54，其布置在所述关节本体50的内腔中，靠近或者贴靠所述后盖端53；

无线功率接收器55，其布置在连接端51中，用于从机器人关节模组的上一级机器人关节模组(或者叫一个第一关节模组)接收电功率；

无线功率发射器56，其布置在输出端52，用于向机器人关节模组的下一级机器人关节模组(或者叫一个第二关节模组)发射电功率。

其中，连接端51适配于连接上一级机器人关节模组的输出端；输出端52适配于连接下一级机器人关节模组的连接端；后盖端53为输出端52在关节本体50上的相互对置的一端，后盖端53通常被端盖密闭。关节本体50中包含电机；主板54包含用于驱动或控制电机的逆变器。

优选的，如图2和图3所示，关节本体50从侧面看呈T字型。输出端52及后盖端53在第一方向上分别位于关节本体50的相对两端，连接端51在第二方向上位于关节本体50的一端，其中第二方向与第一方向垂直。优选的，连接端51可以实施为法兰底座。

无线功率接收器55可以布置在连接端51的任意位置处，比如布置在连接端51的周面或端面上。优选的，无线功率接收器55布置于连接端51的端面上。无线功率发射器56可以布置在输出端52的任意位置处，比如布置在输出端52的周面或端面上。优选的，无线功率发射器56布置于输出端52的端面上。

优选的，当无线功率接收器55布置在连接端51的周面位置时，上一级机器人关节模组的无线功率发射器，布置于该上一级机器人关节模组的输出端的周面位置处，从而与无线功率接收器55良好对准，以提高电功率传输效率。当无线功率接收器55布置在连接端51的端面位置时，上一级机器人关节模组的无线功率发射器，布置于该上一级机器人关节模组的输出端的端面位置处，从而与无线功率接收器55良好对准，以提高电功率传输效率。为了实现这种精准的对准，可以在关节本体的连接端和输出端设置对应的卡扣、卡槽或者任何用于对准的机构。

优选的，当无线功率发射器56布置在输出端52的周面位置时，下一级机器人关节模组的无线功率接收器，布置于下一级机器人关节模组的连接端的周面位置处，从而与无线功率接收器55良好对准，以提高电功率传输效率。当无线功率发射器56布置在输出端52的端面位置时，上一级机器人关节模组的无线功率发射器，布置于上一级机器人关节模组的连接端的端面位置处，从而与无线功率接收器55良好对准，以提高电功率传输效率。

优选的，该机器人关节模组还包括无线通信模块57。无线通信模块57布置在主板54上，用于执行下列处理中的至少一个：从机器人控制器接收适配于控制机器人关节模组的控制指令；向机器人控制器发送机器人关节模组的状态参数；从手持终端或其他类型的控制设备接收适配于控制机器人关节模组的控制指令；向手持终端或其他类型的控制设备发送机器人关节模组的状态参数；与上一级机器人关节模组建立接收电功率的第一握手对话；与下一级机器人关节模组建立发射电功率的第二握手对话，等等。

在一个实施方式中，当机器人关节模组从上一级机器人关节模组接收到电功率之后，可以直接向下一级机器人关节模组发射电功率，从而实现在机器人关节模组之间实时连续传递电功率。可选的，当机器人关节模组从上一级机器人关节模组接收到电功率之后，还可以将该电功率存储到自身的储能设备中。比如，储能设备实施为与无线功率接收器连接的电容器或可充电电池，等等。然后，机器人关节模组可以在自身电机需要供电时利用存储到储能设备中的电功率驱动自身电机，或基于需求向下一级机器人关节模组发射电功率。

因此，本发明实施方式还提出了一种模块化的机器人关节模组。当需要对机器人进行调整时，可以随时取下待拆卸的机器人关节模组，并更换新的机器人关节模组，便于管理维护。

依据本发明实施方式，可以将图2和图3所示的机器人关节模组应用到多种类型的机器人中，比如应用到工业机器人、农业机器人、家用机器人、医用机器人、服务型机器人、协作机器人、空间机器人、水下机器人、军用机器人、排险救灾机器人、教育教学机器人、娱乐机器人，等等。

考虑到协作机器人针对机器人尺寸小型化有严格要求，而本发明实施方式提出的关节模组之间的无线连接可以显著减少机器人尺寸，优选将本发明实施方式提出的关节模组实施应用到协作式机器人中。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种机器人关节模组的无线供电系统。

图4为根据本发明实施方式的机器人关节模组的无线供电系统的结构图。其中图4中示意性示出的关节模组均被构造成如图2-图3所示的机器人关节模组。

如图4所示，该系统包括：

第一机器人关节模组401，用于以无线供电方式从第一机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率，或以有线供电方式从机器人控制器接收电功率，其中第一关节模组401的输出端与第二关节模组402的连接端连接或者说对接；

第二机器人关节模组402，作为第一机器人关节模组401的下一极，其与第一机器人关节模组401的输出端连接或者说对接，用于以无线供电方式从第一机器人关节模组401接收电功率。

其中，当第一机器人关节模组401实施为底部关节模组时，以有线供电方式从机器人控制器接收电功率。当第一机器人关节模组401实施为非底部关节模组时，以无线供电方式从第一机器人关节模组401的上一级机器人关节模组接收电功率。

在一个实施方式中，该系统还包括：

第三机器人关节模组403，作为第二机器人关节模组402的下一极，通过其连接端与第二机器人关节模组的输出端连接或者说对接，用于以无线供电方式从第二机器人关节模组402接收电功率。

依此类推，该系统还可以包括：

第n机器人关节模组40n，作为第(n-1)机器人关节模组的下一极，通过其连接端与第(n-1)机器人关节模组的输出端连接或者说对接，用于以无线供电方式从第(n-1)机器人关节模组接收电功率。其中n为大于等于5的正整数。

图4所示系统中的每一个机器人关节模组都可以包含布置在各自主板上的无线通信模块。每一个机器人关节模组，都可以基于各自的无线通信模块从机器人控制器或手持终端接收适配于控制自身的控制指令。每一个机器人关节模组，还可以基于各自的无线通信模块向机器人控制器或手持终端发送自身的状态参数。而且，每一个机器人关节模组，还可以基于各自的无线通信模块在与其他机器人关节模组传递电功率的过程中起到建立握手对话的作用。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种机器人关节模组的无线供电方法。

如图5所示，该方法包括：

步骤501：以无线供电方式从当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率，或以有线供电方式从机器人控制器接收电功率。

步骤502：以无线供电方式将电功率发射到当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组。

在一个实施方式中，该方法还包括：

基于无线通信方式建立与当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组的第一握手对话，及基于无线通信方式建立与当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组的第二握手对话；基于第二握手对话，从当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组接收供电请求；基于第一握手对话，向当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组发送供电请求；

其中步骤501中以无线供电方式从当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率包括：经由当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组基于供电请求与当前机器人关节模组的机器人关节模组建立的第一电磁共振关系，从当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收基于电功率；

其中步骤502中以无线供电方式将电功率发射到当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组包括：当前机器人关节模组基于供电请求建立与当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组的第二电磁共振关系，基于第二电磁共振关系向当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组发送所述电功率。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种机器人关节模组的无线供电装置。

该无线供电装置包括处理器和存储器；存储器中存储有可被处理器执行的应用程序，用于使得处理器执行如上任一项所述的机器人关节模组的无线供电方法。

下面以串联式六轴机器人为例，对本发明实施方式进行示范性描述。

在图7中，六轴机器人包括底部关节22、肩关节23、肘关节24、第一腕关节25、第二腕关节26和第三腕关节26，其中肩关节23、肘关节24、第一腕关节25、第二腕关节26和第三腕关节26属于非底部关节。

在肩关节23、肘关节24、第一腕关节25、第二腕关节26和第三腕关节26属于非底部关节中，分别布置有如图1所示的无线供电装置。

底部关节22、肩关节23、肘关节24、第一腕关节25、第二腕关节26和第三腕关节26分别具有自己的自由度。底部关节22布置在支架21上；肩关节23串联到底部关节22；肘关节24串联到肩关节23；第一腕关节25串联到肘关节24；第二腕关节26串联到第一腕关节25；第三腕关节26串联到第二腕关节26。

举例，当肘关节24需要进行供电时时，肘关节24自身内置的无线通信模块建立与肩关节23中的无线通信模块的无线通信连接，并基于该无线通信连接向肩关节23中的无线通信模块发送供电请求。肩关节23中的无线通信模块建立与底部关节22中的无线通信模块的无线通信连接，并基于该无线通信连接向底部关节22发送由肩关节23发送来的供电请求。

底部关节22中的无线通信模块接收到供电请求后，经由有线供电方式从机器人控制器20接收电功率，并利用自身内置的无线功率发射器以无线供电方式向肩关节23中的无线功率接收器发送该电功率。肩关节23中的无线功率接收器接收到底部关节22提供的电功率后，利用自身内置的无线功率发射器以无线供电方式向肘关节24中的无线功率接收器发送该电功率。肘关节24中的无线功率接收器接收到该电功率，可以利用该电功率驱动肘关节24中电机。

再举例：当第一腕关节25需要进行供电时时，第一腕关节25自身内置的无线通信模块建立与肘关节24中的无线通信模块的无线通信连接，并基于该无线通信连接向肘关节24中的无线通信模块发送供电请求。肘关节24中的无线通信模块建立与肩关节23中的无线通信模块的无线通信连接，并基于该无线通信连接向肩关节23发送由第一腕关节25发送来的供电请求。肩关节23中的无线通信模块建立与底部关节22中的无线通信模块的无线通信连接，并基于该无线通信连接向底部关节22发送由第一腕关节25发送来的供电请求。

底部关节22中的无线通信模块接收到供电请求后，经由有线供电方式从机器人控制器20接收电功率，并利用自身内置的无线功率发射器以无线供电方式向肩关节23中的无线功率接收器发送该电功率。肩关节23中的无线功率接收器接收到底部关节22提供的电功率后，利用自身内置的无线功率发射器以无线供电方式向肘关节24中的无线功率接收器发送该电功率。肘关节24中的无线功率接收器接收到该电功率后，利用自身内置的无线功率发射器以无线供电方式向第一腕关节25中的无线功率接收器发送该电功率。第一腕关节25中的无线功率接收器接收到该电功率，可以利用该电功率驱动第一腕关节25中的电机。

而且，当底部关节22、肩关节23、肘关节24、第一腕关节25、第二腕关节26和第三腕关节26中的任意一个或多个出现故障时，可以随时取下故障关节，并且替换上新的关节。

以上以六轴机器人为实例对本发明实施方式进行详细描述，本领域技术人员可以意识到，还可以将本发明应用到四轴机器人等其它类型的机器人，本发明实施方式对此并无限定。

需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。

各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。

本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。

用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

以上所述，仅为本发明的较佳实施方式而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

一种机器人关节模组的无线供电装置，其特征在于，包括：

无线功率接收器(101)，其布置在当前机器人关节模组的连接端，适配于从所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率；

无线功率发射器(102)，其布置在所述当前机器人关节模组的输出端，适配于向所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组发射所述电功率。
根据权利要求1所述的机器人关节模组的无线供电装置，其特征在于，还包括：

无线通信模块(103)，其适配于执行下列处理中的至少一个：

从机器人控制器接收适配于控制所述当前机器人关节模组的控制指令；

向机器人控制器发送所述当前机器人关节模组的状态参数；

从手持终端接收适配于控制所述当前机器人关节模组的控制指令；

向手持终端发送所述当前机器人关节模组的状态参数；

与所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组建立接收所述电功率的第一握手对话；

与所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组建立发射所述电功率的第二握手对话。
根据权利要求1所述的机器人关节模组的无线供电装置，其特征在于，所述无线通信模块(103)布置在所述机器人关节模组的关节本体的内部。
一种机器人关节模组，其特征在于，包括：

关节本体(50)，其包含一个连接端(51)、一个输出端(52)及一个后盖端(53)；

主板(54)，其布置在所述关节本体(50)的内部；

无线功率接收器(55)，其布置在所述连接端(51)，适配于从当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率；

无线功率发射器(56)，其布置在所述输出端(52)，适配于向当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组发射所述电功率。
根据权利要求4所述的机器人关节模组，其特征在于，还包括：

无线通信模块(57)，其布置在所述主板(54)上，适配于执行下列处理中的至少一个：

从机器人控制器接收适配于控制所述当前机器人关节模组的控制指令；

向机器人控制器发送所述当前机器人关节模组的状态参数；

从手持终端接收适配于控制所述当前机器人关节模组的控制指令；

向手持终端发送所述当前机器人关节模组的状态参数；

与所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组建立传输所述电功率的第一握手对话；

与所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组建立传输所述电功率的第二握手对话。
根据权利要求4所述的机器人关节模组，其特征在于，

所述无线功率接收器(55)布置于所述连接端(51)的端面上。
根据权利要求4所述的机器人关节模组，其特征在于，

所述无线功率发射器布置于所述输出端(52)的端面上。
一种机器人，其特征在于，包括如权利要求4-7中任一项所述的机器人关节模组。
根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述机器人为协作式机器人。
一种机器人关节模组的无线供电系统，其特征在于，包括：

第一机器人关节模组(401)，其适配于以无线供电方式从所述第一机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率，或以有线供电方式从机器人控制器接收电功率；

第二机器人关节模组(402)，其与所述第一机器人关节模组(401)的输出端连接，适配于以无线供电方式从所述第一机器人关节模组(401)接收所述电功率。
根据权利要求10所述的机器人关节模组的无线供电系统，其特征在于，还包括：

第三机器人关节模组(403)，其与所述第二机器人关节模组(402)的输出端连接，适配于以无线供电方式从所述第二机器人关节模组(402)接收所述电功率。
一种机器人关节模组的无线供电方法，其特征在于，包括：

以无线供电方式从当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率，或以有线供电方式从机器人控制器接收电功率(501)；

以无线供电方式将所述电功率发射到当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组(502)。
根据权利要求12所述的机器人关节模组的无线供电方法，其特征在于，该方法还包括：

基于无线通信方式建立与所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组的第一握手对话，及基于无线通信方式建立与所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组的第二握手对话；

基于所述第二握手对话，从所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组接收供电请求；

基于所述第一握手对话，向所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组发送所述供电请求；

其中所述以无线供电方式从所述当前机器人关节模组的上一级机器人关节模组接收电功率包括：经由所述上一级机器人关节模组基于所述供电请求与所述机器人关节模组建立的第一电磁共振关系，从所述上一级机器人关节模组接收所述电功率；

其中所述以无线供电方式将所述电功率发射到所述当前机器人关节模组的下一级机器人关节模组包括：基于所述供电请求建立与所述下一级机器人关节模组的第二电磁共振关系，经由所述第二电磁共振关系向所述下一级机器人关节模组发送所述电功率。
一种机器人关节模组的无线供电装置，其特征在于，包括处理器(601)和存储器(602)；

所述存储器(602)中存储有可被所述处理器(601)执行的应用程序，用于使得所述处理器(601)执行如权利要求12至13中任一项所述的机器人关节模组的无线供电方法。
一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如权利要求12至13中任一项所述的机器人关节模组的无线供电方法。