机械臂、关节机构及关节机构控制方法与流程

1.本发明涉及机械臂关节机构。技术领域，尤其涉及一种机械臂、关节机构及关节机构控制方法。


背景技术：

2.协作机械臂在生产活动中与人类享有共用工作空间。第一区域为机器人独立操作空间，第二区域为人机协同工作空间。这种工作模式在提升人类工作效率的同时，也提升了人与机械臂在协同工作过程中人类收到伤害的风险。为了降低这种风险，传统协作机械臂采用的解决方案根据其性质与场景，可被分为以下几类。
3.第一种解决方案为：采用增加接触表面积(外形采用圆边、圆角与光滑平面)，限制协作机械臂质量等方式。但是，这些方法均属于被动保护，且降低协作安全风险的效果非常有限。此外，限制协作机械臂质量也将导致机械臂在性能上做出牺牲。
4.第二种解决方法为：静态碰撞时，协作机械臂可通过使用刹车装置，使机器人在无驱动源(例如断电)的情况下处于抱闸锁死状态，从而防止协作机械臂在发生非预期的静态物理碰撞时发生移动而造成伤害。但是，在动态碰撞情境下，机械臂刹车装置处于松开状态，从而使得其无法防止非预期动态物理碰撞的发生，也无法降低非预期动态物理碰撞所造成的后果。
5.第三种解决方法为：针对动态碰撞情境，一些机械臂采用柔性关节设计，通过降低每个关节的刚度来降低非预期动态物理碰撞的后果。但是，若大幅度降低关节刚度，虽然可以减轻非预期物理碰撞的后果，但也会导致关节精度大幅度下降，使得机械臂无法准确执行控制器所发出的指令。而如果小幅度降低关节刚度，则对减轻物理碰撞后果的幅度将不明显。


技术实现要素：

6.针对上述问题和现有解决方案的缺陷，可以发现目前缺少一种针对动态非预期碰撞场景下，在不牺牲机械臂性能的同时可以减轻碰撞风险，保护人机协作时人类安全的主动方法。
7.有鉴于此，本发明提供了一种关节机构，以降低非预期动态物理碰撞的后果，提高机械臂执行操作的精确度。本发明还提供了一种机械臂及关节机构控制方法。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种关节机构，包括：
10.关节转子；
11.关节定子；
12.柔性连接件，所述柔性连接件连接所述关节定子与所述关节转子，通过所述柔性连接件连接的所述关节定子与所述关节转子能够在外力作用下相对转动；
13.刚性连接件，所述刚性连接件能够在第一工位与第二工位之间切换；所述第一工
位，所述刚性连接件连接所述关节转子与所述关节定子；所述第二工位，所述刚性连接件至少与所述关节转子及所述关节定子中的一个未连接；
14.驱动装置，所述驱动装置能够驱动所述刚性连接件在所述第一工位与所述第二工位之间切换。
15.可选地，上述关节机构中，所述刚性连接件能够沿所述关节转子与所述关节定子的径向方向移动，所述关节转子具有第一移动通道，所述关节定子具有第二移动通道；
16.在所述关节定子与所述关节转子通过所述柔性连接件复位的状态下，所述第一移动通道与所述第二移动通道对齐形成供所述刚性连接件通过的移动通道；
17.所述第一工位，所述刚性连接件的第一部分位于所述第一移动通道内，所述刚性连接件的第二部分与所述第二移动通道内；所述第二工位，所述刚性连接件位于所述第一移动通道或所述第二移动通道内。
18.可选地，上述关节机构中，所述刚性连接件为刚性连接件；
19.所述驱动装置包括第一电磁铁，所述第一电磁铁能够在通电状态下使得所述刚性连接件受吸引由所述第二工位切换至所述第一工位。
20.可选地，上述关节机构中，所述驱动装置还包括复位装置，所述复位装置能够在所述第一电磁铁断电状态下使得所述刚性连接件由所述第一工位切换至第二工位。
21.可选地，上述关节机构中，所述复位装置为第二电磁铁，所述第二电磁铁能够在通电状态下使得所述刚性连接件受吸引由所述第一工位切换至所述第二工位；
22.所述第二电磁铁与所述第一电磁铁中的一个设置在所述关节转子内，所述第二电磁铁与所述第一电磁铁中的另一个设置在所述关节定子内。
23.可选地，上述关节机构中，所述柔性连接件为具有弹性恢复力的连接件；
24.在所述柔性连接件的弹性恢复力作用下，所述关节定子与所述关节转子能够相对转动并复位；
25.所述关节定子与所述关节转子处于复位状态下，所述刚性连接件能够在第一工位与第二工位之间切换。
26.可选地，上述关节机构中，所述刚性连接件的数量为多个且沿所述关节机构的旋转中心的周向均匀分布；
27.所述柔性连接件的数量为多个且沿所述关节机构的旋转中心的周向均匀分布。
28.本发明还提供了一种机械臂，包括：
29.第一机械臂组件；
30.第二机械臂组件；
31.如上述任一项所述的关节机构，所述第一机械臂组件与所述关节机构的关节转子连接，所述第二机械臂组件与所述关节机构的关节定子连接；
32.所述机械臂具有第一工作状态及第二工作状态；所述第一工作状态，所述刚性连接件位于第一工位，所述刚性连接件连接所述关节转子与所述关节定子；所述第二工作状态，所述刚性连接件位于第二工位，所述刚性连接件至少与所述关节转子及所述关节定子中的一个未连接，所述关节定子与所述关节转子通过柔性连接件连接。
33.本发明还提供了一种关节机构控制方法，用于控制如上述任一项所述的关节机构，包括步骤：
34.感知碰撞风险，判断机械臂是否存在碰撞风险；
35.切换工位，当存在碰撞风险时，使得所述刚性连接件处于第二工位；当不存在碰撞风险时，使得所述刚性连接件处于第一工位。
36.可选地，上述关节机构控制方法，所述切换工位步骤中，当所述刚性连接件处于第二工位后，还包括步骤：
37.检测是否发生碰撞，当发生碰撞后，保持所述刚性连接件处于第二工位，并进入所述感知碰撞风险步骤；当未发生碰撞，进入所述感知碰撞风险步骤或将所述刚性连接件由所述第二工位切换至所述第一工位。
38.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种关节机构，通过驱动装置驱动刚性连接件在第一工位与第二工位之间切换，能够实现关节转子与关节定子在刚性连接与柔性连接之间的切换。因此，在具有碰撞风险时(如具有上述关节机构的协作机械臂在人机协同工作空间工作时)，通过刚性连接件的切换使得关节转子与关节定子柔性连接，降低非预期动态物理碰撞的后果；在不具有碰撞风险时(如具有上述关节机构的协作机械臂在机器人独立操作空间工作时)，通过刚性连接件的切换使得关节转子与关节定子刚性连接，确保关节精度，提高了机械臂执行操作的精确度。
39.本发明还提供了一种机械臂及关节机构控制方法，具有与上述关节机构同样地技术效果，在此不再详细说明。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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。
41.图1为本发明实施例公开的关节机构的立体结构示意图；
42.图2为本发明实施例公开的关节机构的刚性连接状态示意图；
43.图3为本发明实施例公开的关节机构的柔性连接状态示意图；
44.图4为本发明实施例公开的关节机构在柔性连接状态的撞击过程示意图；
45.图5为本发明实施例公开的关节机构在柔性连接状态的复位过程示意图；
46.图6为本发明实施例公开的关节机构控制方法的流程示意图。
具体实施方式
47.本发明公开了一种关节机构，以降低非预期动态物理碰撞的后果，提高机械臂执行操作的精确度。本发明还提供了一种机械臂及关节机构控制方法。
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.请参阅附图1-图5，为本发明公开了一种关节机构，包括关节转子2、关节定子1、柔性连接件3、刚性连接件5及驱动装置。其中，柔性连接件3连接关节定子1与关节转子2，通过
柔性连接件3连接的关节定子1与关节转子2能够在外力作用下相对转动；刚性连接件5能够在第一工位与第二工位之间切换；第一工位，刚性连接件5连接关节转子2与关节定子1；第二工位，刚性连接件5至少与关节转子2及关节定子1中的一个未连接；驱动装置能够驱动刚性连接件5在第一工位与第二工位之间切换。
50.本发明实施例提供的关节机构，通过驱动装置驱动刚性连接件5在第一工位与第二工位之间切换，能够实现关节转子2与关节定子1在刚性连接与柔性连接之间的切换。因此，在具有碰撞风险时(如具有上述关节机构的协作机械臂在人机协同工作空间工作时)，通过刚性连接件5的切换使得关节转子2与关节定子1柔性连接，降低非预期动态物理碰撞的后果；在不具有碰撞风险时(如具有上述关节机构的协作机械臂在机器人独立操作空间工作时)，通过刚性连接件5的切换使得关节转子2与关节定子1刚性连接，确保关节精度，提高了机械臂执行操作的精确度。
51.本实施例中，关节转子2与关节定子1转动配合。优选地，关节转子2的中心线与关节定子1的中心线重合。当然，也可以使得关节转子2的中心线与关节定子1的中心线不重合。关节转子2与关节定子1为相对转动的两个部件，二者的具体设置位置可以交换。即，本实施例中，关节定子1套设于关节转子2外侧。也可以使得关节转子2套设于关节定子1外侧。
52.本实施例中，为了方便刚性连接件5第一工位与第二工位之间的切换，刚性连接件5能够沿关节转子2与关节定子1的径向方向移动，关节转子2具有第一移动通道，关节定子1具有第二移动通道；在关节定子1与关节转子2通过柔性连接件3复位的状态下，第一移动通道与第二移动通道对齐形成供刚性连接件5通过的移动通道。
53.可以理解的是，第一工位，刚性连接件5的第一部分位于第一移动通道内，刚性连接件5的第二部分与第二移动通道内。通过上述设置，使得刚性连接件5刚性连接关节转子2与关节定子1，实现了关节转子2与关节定子1的刚性连接。
54.并且，第二工位，刚性连接件5位于第一移动通道或第二移动通道内。此时，关节转子2与关节定子1不通过刚性连接件5连接，使得刚性连接件5对于关节转子2与关节定子1的相对运动不会产生阻碍；在此状态下，关节转子2与关节定子1通过柔性连接件3连接，柔性连接件3连接的关节定子1与关节转子2能够在外力作用下相对转动，使得关节机构形成柔性关节，通过关节定子1与关节转子2的相对转动，可以降低非预期动态物理碰撞的后果。
55.本实施例中，刚性连接件5沿关节转子2与关节定子1的径向方向移动，实现了刚性连接件5在第一工位与第二工位之间切换。也可以使得刚性连接件5的移动方向与关节转子2与关节定子1的径向方向呈一定夹角设置，仅需实现刚性连接件5能够在关节转子2的第一移动通道及关节定子1具有第二移动通道对齐形成的移动通道内移动即可。
56.其中，第一移动通道、第二移动通道及第一移动通道与第二移动通道对齐形成的移动通道可以为直通道，也可以为弧形通道，还可以为弯折通道等，仅需确保刚性连接件5能够沿第一移动通道、第二移动通道及第一移动通道与第二移动通道对齐形成的移动通道移动即可。
57.为了方便操作刚性连接件5的移动，刚性连接件5为刚性连接件5；驱动装置包括第一电磁铁4，第一电磁铁4能够在通电状态下使得刚性连接件5受吸引由第二工位切换至第一工位。
58.为了实现刚性连接件5由第一工位切换至第二工位的操作，驱动装置还包括复位
装置，复位装置能够在第一电磁铁4断电状态下使得刚性连接件5由第一工位切换至第二工位。
59.复位装置为第二电磁铁6，第一电磁铁4能够在通电状态下使得刚性连接件5受吸引由第二工位切换至第一工位；第二电磁铁6与第一电磁铁4中的一个设置在关节转子2内，第二电磁铁6与第一电磁铁4中4的另一个设置在关节定子1内。
60.当然，复位装置也可以设置为其他结构，如复位弹簧或永磁铁等。在复位装置为永磁铁时，永磁铁对刚性连接件5的磁吸引力小于第一电磁铁4通电状态下产生的磁吸引力。
61.为了方便控制，第一电磁铁4与第二电磁铁6中的一个为通电电磁铁，另一个为断电电磁铁。即，第一电磁铁4与第二电磁铁6仅有一个电磁铁为通电状态，使其具有电磁吸引力。
62.即，上述驱动装置由第一电磁铁4与第二电磁铁6组成，通过将刚性连接件5作为磁性插销使用，实现了驱动装置对刚性连接件5的驱动。
63.也可以将驱动装置设置为其他结构，如直线电机或气缸等。也可以将驱动装置与刚性连接件5设置为一个整体结构。如，驱动装置与刚性连接件5组成气缸，刚性连接件5为气缸的活塞杆或与气缸的活塞杆直接连接的结构。
64.当然，在第一移动通道与第二移动通道对齐形成的移动通道为弧形通道时，驱动装置也可以为旋转电机，直接过通过传动装置带动刚性连接件5在移动通道内移动，同样可以实现刚性连接件5第一工位与第二工位之间的切换。
65.如图2所示，在第一种实施例中，第一电磁铁4设置于关节定子1内，优选地，第一电磁铁4位于第二移动通道远离关节转子2的一端。第一电磁铁4也可以不与第二移动通道连接。
66.在第二工位切换至第一工位的过程中，刚性连接件5位于关节转子2的第一移动通道内；第一电磁铁4在通电状态下产生磁性吸引力，刚性连接件5受吸引沿第一移动通道与第二移动通道对齐形成的移动通道移动，直至刚性连接件5的第一部分位于第一移动通道内，刚性连接件5的第二部分与第二移动通道内，完成刚性连接件5由第二工位切换至第一工位的操作，实现了关节机构由柔性连接切换至刚性连接的操作。
67.在本实施例中，第二电磁铁6作为复位装置设置于关节转子2内，优选地，第二电磁铁6位于第一移动通道远离关节定子1的一端。第二电磁铁6也可以不与第一移动通道连接。
68.在第一工位切换至第二工位的过程中，刚性连接件5的第一部分位于第一移动通道内，刚性连接件5的第二部分与第二移动通道内；第二电磁铁6在通电状态下产生磁性吸引力，刚性连接件5受吸引沿第一移动通道与第二移动通道对齐形成的移动通道移动，直至刚性连接件5位于关节转子2的第一移动通道内，完成刚性连接件5由第一工位切换至第二工位的操作，实现了关节机构由柔性连接切换至刚性连接的操作。
69.在第二种实施例中，第一电磁铁4设置于关节转子2内，优选地，第一电磁铁4位于第一移动通道远离关节定子1的一端。第一电磁铁4也可以不与第一移动通道连接。
70.在第二工位切换至第一工位的过程中，刚性连接件5位于关节定子1的第二移动通道内；第一电磁铁4在通电状态下产生磁性吸引力，刚性连接件5受吸引沿第一移动通道与第二移动通道对齐形成的移动通道移动，直至刚性连接件5的第一部分位于第一移动通道内，刚性连接件5的第二部分与第二移动通道内，完成刚性连接件5由第二工位切换至第一
工位的操作，实现了关节机构由柔性连接切换至刚性连接的操作。
71.在本实施例中，第二电磁铁6作为复位装置设置于关节定子1内，优选地，第二电磁铁6位于第二移动通道远离关节转子2的一端。第二电磁铁6也可以不与第一移动通道连接。
72.在第一工位切换至第二工位的过程中，刚性连接件5的第一部分位于第一移动通道内，刚性连接件5的第二部分与第二移动通道内；第二电磁铁6在通电状态下产生磁性吸引力，刚性连接件5受吸引沿第一移动通道与第二移动通道对齐形成的移动通道移动，直至刚性连接件5位于关节定子1的第二移动通道内，完成刚性连接件5由第一工位切换至第二工位的操作，实现了关节机构由柔性连接切换至刚性连接的操作。
73.在本实施例中，柔性连接件3为具有弹性恢复力的连接件；在柔性连接件3的弹性恢复力作用下，关节定子1与关节转子2能够相对转动并复位；关节定子1与关节转子2处于复位状态下，刚性连接件5能够在第一工位与第二工位之间切换。其中，连接件可以为弹簧，也可以为由其他弹性材料制作的连接带或连接块等部件。通过将柔性连接件3设置为弹性恢复部件，可以在外力消除或其他第二工位切换至第一工位的情况时，直接通过柔性连接件3的弹性恢复力实现关节转子2与关节定子1的位置调节。
74.当然，上述柔性连接件3也可以为不具有恢复力的连接件，在需要将第二工位切换至第一工位时，需要额外设置关节转子2与关节定子1的位置调节装置，以实现复位操作；或者，人工手动调节关节转子2与关节定子1的位置，实现关节转子2与关节定子1的复位。
75.进一步地，刚性连接件5的数量为多个且沿关节机构的旋转中心的周向均匀分布。通过上述设置，，确保了多个刚性连接件5对关节转子2及关节定子1在刚性连接状态下的受力均匀性，确保了刚性连接的稳定性。
76.可以理解的是，在关节机构为中心对称结构的基础上，上述旋转中心即为关节机构的轴线。即，多个刚性连接件5且沿关节机构的轴线的周向均匀分布。
77.更进一步地，柔性连接件3的数量为多个且沿关节机构的旋转中心的周向均匀分布。通过上述设置，使得多个柔性连接件3对关节转子2与关节定子1提供均匀地连接效果。在柔性连接件3为具有弹性恢复力的连接件的实施例中，多个沿关节机构的旋转中心的周向均匀分布的柔性连接件3对关节转子2与关节定子1提供均匀地恢复力，使得关节转子2与关节定子1在复位过程中相对稳定的转动。
78.优选地，刚性连接件5与柔性连接件3交叉布置。即，沿关节机构的旋转中心的周向方向排列的相邻两个刚性连接件5之间，具有至少一个柔性连接件3。当然，也可以使得沿关节机构的旋转中心的周向方向排列的相邻两个柔性连接件3之间，具有至少一个刚性连接件5。
79.如图2及图3所示，在本实施例中，刚性连接件5与柔性连接件3的数量均为四个。其中，相邻两个刚性连接件5之间设置有一个柔性连接件3，并且，相邻两个刚性连接件5对称设置于该柔性连接件3的两侧。因此，刚性连接件5的移动方向及柔性连接件3的延伸方向(关节转子2与关节定子1未相对转动，即第一移动通道与第二移动通道对齐的状态下)均为关节机构的径向方向。即，相邻两个刚性连接件5的移动方向相互垂直，相邻两个柔性连接件3的延伸方向相互垂直。
80.如图4所示，在柔性连接件3为具有弹性恢复力的连接件的实施例中，关节转子2与关节定子1相对转动，关节转子2与关节定子1相对转动，柔性连接件3克服其弹性恢复力拉
伸，在外界施加于转子2与关节定子1的相对转动力及柔性连接件3的弹性恢复力共同作用下，使得关节转子2与关节定子1之间形成相对角速度ω1。柔性连接件3的延伸方向的两端沿关节机构的旋转中心的周向相对位移，使得柔性连接件3的延伸方向与关节机构的径向方向呈夹角设置。
81.如图5所示，柔性连接件3为具有弹性恢复力的连接件的实施例中，在柔性连接件3的弹性恢复力作用下，使得关节转子2与关节定子1之间形成相对角速度ω2。柔性连接件3的延伸方向的两端沿关节机构的旋转中心的周向相对位移，直至柔性连接件3的延伸方向沿关节机构的径向方向设置。在此过程中，关节转子2与关节定子1的相对转动可以存在往复操作。
82.本发明还提供了一种机械臂，包括第一机械臂组件、第二机械臂组件及连接第一机械臂组件与第二机械臂组件的关节机构。其中，关节机构为如上述任一种的关节机构。其中，第一机械臂组件与关节机构的关节转子2连接，第二机械臂组件与关节机构的关节定子1连接。因此，通过关节转子2与关节定子1的相对转动，能够实现第一机械臂组件与第二机械臂组件在连接处的相对转动，实现了第一机械臂组件与第二机械臂组件在关节机构的柔性连接。
83.具体地，机械臂具有第一工作状态及第二工作状态。
84.第一工作状态，关节机构的刚性连接件5位于第一工位，刚性连接件5连接关节转子2与关节定子1。在此状态下，实现了关节转子2与关节定子1的刚性连接，使得第一机械臂组件与第二机械臂组件刚性连接。
85.第二工作状态，关节机构的刚性连接件5位于第二工位，刚性连接件5至少与关节转子2及关节定子1中的一个未连接，关节定子1与关节转子2通过柔性连接件3连接。在此状态下，实现了关节转子2与关节定子1的柔性连接，使得第一机械臂组件与第二机械臂组件能够沿关节转子2与关节定子1的转动轴线转动连接。
86.本发明实施例提供的机械臂，第一机械臂组件与第二机械臂组件存在刚性连接及转动连接两种状态，在具有碰撞风险及碰撞过程中，使得第一机械臂组件与第二机械臂组件转动连接，通过第一机械臂组件与第二机械臂组件的相对转动调节机械臂的结构，使得机械臂与人体预期碰撞或碰撞的区域在第一机械臂组件与第二机械臂组件的相对转动调节下减少对人体直接的冲击力，降低对人体的非预期物理碰撞的后果。并且，在不具有碰撞风险时(如具有上述关节机构的协作机械臂在机器人独立操作空间工作时)，通过刚性连接件5的切换使得关节转子2与关节定子1刚性连接，使得第一机械臂组件与第二机械臂组件刚性连接，确保了第一机械臂组件与第二机械臂组件组成的部件的结构稳定性，提高了机械臂执行操作的精确度。
87.本发明实施例还提供了一种关节机构控制方法，用于控制如上述任一种关节机构，包括步骤：
88.感知碰撞风险，判断机械臂是否存在碰撞风险；
89.其中，感知碰撞风险可以依据光电检测器、压力检测器或视频检测器等能够通过感知人体与机械臂之间的间距或人体与机械臂直接接触后的压力的设备得到的检测结果得出。感知碰撞风险可以为碰撞几率、碰撞力度等。通过判断机械臂是否存在碰撞风险，以便于进行后续切换工位的操作。
90.切换工位，当存在碰撞风险时，使得刚性连接件5处于第二工位；当不存在碰撞风险时，使得刚性连接件5处于第一工位。即，在判断机械臂存在碰撞风险时，关节转子2与关节定子1柔性连接；在判断机械臂不存在碰撞风险时，关节转子2与关节定子1刚性连接。
91.如图6所示，关节机构控制方法包括步骤s1感知碰撞风险，在具有存在碰撞风险时，使得刚性连接件5处于第二工位；当不存在碰撞风险时，使得刚性连接件5处于第一工位。
92.进一步地，切换工位步骤中，当刚性连接件5处于第二工位后，还包括步骤检测是否发生碰撞。
93.如图6所示，进一步地，刚性连接件5处于第二工位之后，经过预定时间t，进入步骤s2，判断是否发生碰撞。预定时间t可以依据实际需求而设定，仅需使得t≥0即可。
94.当发生碰撞后，保持刚性连接件5处于第二工位，并进入感知碰撞风险步骤。在此过程中，由于保持刚性连接件5处于第二工位，使得关节转子2与关节定子1始终保持柔性连接，通过关节转子2与关节定子1的相对转动，结合柔性连接件3的弹性变形，吸收机械臂碰撞人体产生的撞击能量，使得关节转子2与关节定子1的相对位置移动。其中，可以使得保持刚性连接件5处于第二工位一段时间后，再进入感知碰撞风险步骤；也可以保持刚性连接件5处于第二工位的状态，直接进入感知碰撞风险步骤，在仍然存在碰撞风险时，刚性连接件5仍然处于第二工位，在不存在碰撞风险时，刚性连接件5由第二工位切换至第一工位。
95.当未发生碰撞，保持刚性连接件5处于第二工位或将刚性连接件5由第二工位切换至第一工位，并进入感知碰撞风险步骤。
96.即，在一种实施例中，当未发生碰撞，保持刚性连接件5处于第二工位，此时，关节转子2与关节定子1柔性连接，在驱动关节机构运动的驱动装置(如电机)带动关节转子2与关节定子1中的一个部件运行时，关节转子2与关节定子1中的另一个部件在柔性连接件3的带动下运动。以电机的转轴与关节定子1连接为例，电机的转轴带动关节定子1转动，使得柔性连接件3牵制关节转子2运动。优选地，当柔性连接件3为弹簧的实施例中，弹簧牵制关节转子2呈现简谐运动。在此状态下，直接进入感知碰撞风险步骤，判断机械臂是否存在碰撞风险，依据判断结果控制刚性连接件5的切换状态。
97.另一种实施例中，当未发生碰撞，刚性连接件5由第二工位切换至第一工位，此时，关节转子2与关节定子1由柔性连接切换至刚性连接。之后，再进入s1感知碰撞风险的步骤。
98.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。