一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，包括殼體和位于該殼體內(nèi)的關(guān)節(jié)主體，其特征在于，所述關(guān)節(jié)主體包括多個(gè)電路板，在所述殼體的內(nèi)周面形成有多個(gè)安裝平面，所述多個(gè)電路板分別安裝于所述多個(gè)安裝平面上。在上述一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中，將電路板布置在殼體的內(nèi)周面上，巧妙地利用了殼體內(nèi)的空間，使得整個(gè)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)非常緊湊，易于實(shí)現(xiàn)模塊化，且拆裝方便。
【專利說明】一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]按摩是一種非藥物、無創(chuàng)傷、無毒副作用的自然療法。實(shí)踐證明，按摩不僅對骨傷科、內(nèi)科、外科、婦科、兒科和五官科等許多疾病有較好的治療效果，更具有保健強(qiáng)身、預(yù)防疾病、祛病延年的作用。同時(shí)，無服藥之不便，無針刺之痛苦，容易為患者接受。然而，隨著我國進(jìn)入老齡化社會(huì)，按摩治療日益增長的需求與專業(yè)按摩人員相對匱乏已經(jīng)成為無法解決的供需矛盾。
[0003]為了解決上述矛盾，一方面，市場上涌現(xiàn)了不同種類的按摩儀或按摩椅等家用按摩設(shè)備，其原理為:人體的自身重量與按摩頭充分接觸，利用按摩設(shè)備主控器控制按摩頭運(yùn)動(dòng)對人體產(chǎn)生被動(dòng)的、規(guī)律的擠壓力。通過人體自身感覺調(diào)整按摩的位置和深度，從而達(dá)到刺激血液循環(huán)、放松肌肉的目的，具有較高的安全性。但是，其運(yùn)動(dòng)模式無法定制、按摩力度不可控導(dǎo)致治療效果有限；另一方面，科研人員將傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與主動(dòng)推拿手法結(jié)合，開展了對按摩機(jī)器人原理樣機(jī)的研究，并取得一定科研成果。目前，按摩機(jī)器人的原理樣機(jī)均建立在工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)按摩的功能，但是按摩過程的安全性卻難以保障，導(dǎo)致機(jī)器人很難進(jìn)行臨床應(yīng)用。另外，目前按摩機(jī)器人構(gòu)型很少采用仿人構(gòu)型，即使有部分與人接觸的配件采用仿人型設(shè)計(jì)，但機(jī)器人整體的友好性還是值得商榷，很難為受用者所接受。而且，現(xiàn)有的按摩機(jī)器人常采用機(jī)構(gòu)模塊化，電路孤立化設(shè)計(jì)，雖然在設(shè)計(jì)加工時(shí)有一定的優(yōu)勢，但是在安裝維修調(diào)試方面帶來了較大的不便，很難實(shí)現(xiàn)按摩機(jī)器人的產(chǎn)品化與市場化。綜上所述，現(xiàn)有的按摩機(jī)器人尚不能真正實(shí)現(xiàn)臨床化、市場化和產(chǎn)品化。
[0004]針對家用按摩設(shè)備主要存在以下2點(diǎn)不足:
[0005]1、被動(dòng)式按摩，按摩效果因人而異；
[0006]2、手法單一，力度不可控，治療作用微乎其微。
[0007]針對按摩機(jī)器人主要存在以下3點(diǎn)不足:
[0008]1、安全性
[0009]目前研制的按摩機(jī)器人無論采用哪種構(gòu)型(串聯(lián)、并聯(lián)和龍門式)，均建立在工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，在安全性方面也是采用工業(yè)機(jī)器人的保護(hù)措施，如采用如急停開關(guān)、安全磁力鎖或在機(jī)器人末端添加力矩限制器等外部設(shè)備并配合阻抗控制策略實(shí)現(xiàn)主動(dòng)按摩，從而解決安全性問題，雖然從一定程度上降低了機(jī)器人按摩的危險(xiǎn)性，但并沒有擺脫工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用范疇的壁壘，尤其在應(yīng)用過程中受到?jīng)_擊力時(shí)，受限于傳感器的帶寬與計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，其安全性很難得以保障，因此，現(xiàn)有的按摩機(jī)器人受到了受用群體尤其是老年人患者以及社會(huì)的質(zhì)疑，難以真正實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人市場化進(jìn)程。
[0010]2、友好性
[0011]現(xiàn)有的按摩機(jī)器人延續(xù)了工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)思路，僅從手法的實(shí)現(xiàn)來設(shè)計(jì)機(jī)器人。因此，設(shè)計(jì)的機(jī)器人更類似于專用設(shè)備，使受用者在心理上和身體上無法真正的放松，導(dǎo)致按摩效果大打折扣。
[0012]3、不方便安裝調(diào)試和維修
[0013]按摩機(jī)器人在長時(shí)間使用后，不可避免的要發(fā)生部件老化或損毀。因此，需要對老化或損毀的部件進(jìn)行更換或維修。現(xiàn)有機(jī)器人通常采用機(jī)電分離式的模塊化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行維修時(shí)，通常需要對電路和機(jī)器人機(jī)構(gòu)分別拆卸，拆卸比較復(fù)雜，有時(shí)甚至由于拆卸不慎造成接口部分發(fā)生損壞的情況發(fā)生，導(dǎo)致機(jī)器人可更換性較差，維修不便。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其巧妙地利用關(guān)節(jié)殼體內(nèi)的空間，結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)模塊化，拆裝方便。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，包括殼體和位于該殼體內(nèi)的關(guān)節(jié)主體，其特征在于，所述關(guān)節(jié)主體包括多個(gè)電路板，在所述殼體的內(nèi)周面形成有多個(gè)安裝平面，所述多個(gè)電路板分別安裝于所述多個(gè)安裝平面上。
[0016]優(yōu)選地，所述多個(gè)電路板包括控制電源板、驅(qū)動(dòng)電源板、控制電路板和驅(qū)動(dòng)電路板，其中所述控制電源板為控制電路板提供電源，所述驅(qū)動(dòng)電源板為所述驅(qū)動(dòng)電路板提供電源。
[0017]優(yōu)選地，所述多個(gè)電路板通過電線順序地電連接。
[0018]優(yōu)選地，所述殼體包括對接連接的主殼體和次殼體，所述多個(gè)安裝平面形成于所述主殼體內(nèi)。
[0019]優(yōu)選地，所述主殼體的側(cè)壁上具有線纜接口，所述電路板通過該線纜接口與所述關(guān)節(jié)主體中的電機(jī)電連接。
[0020]優(yōu)選地，所述關(guān)節(jié)主體包括電機(jī)，與電機(jī)的輸出端相連的減速器，與減速器的輸出端相連的力矩彈性傳遞模塊，與力矩彈性傳遞模塊的殼體件相連的柔輪輸出軸，與力矩彈性傳遞模塊的輪輻件相連的關(guān)節(jié)輸出軸，與柔輪輸出軸的一端相連的力矩檢測模塊，以及與柔輪輸出軸的另一端相連的位置檢測模塊。
[0021]優(yōu)選地，所述電機(jī)為具有中空的電機(jī)軸的無框無刷電機(jī)，所述減速器為諧波減速器，所述電機(jī)軸與所述諧波減速器的波發(fā)生器相連，所述諧波減速器的杯形柔輪與所述柔輪輸出軸相連，該柔輪輸出軸的另一端穿過所述電機(jī)軸并向外伸出以連接到所述位置檢測模塊。
[0022]優(yōu)選地，所述柔輪輸出軸為中空軸以供電線穿過。
[0023]優(yōu)選地，所述力矩彈性傳遞模塊包括所述殼體件和位于該殼體件內(nèi)的所述輪輻件，所述殼體件形成為包括底壁和側(cè)壁的筒狀，所述側(cè)壁的內(nèi)周面上具有沿周向均布的四個(gè)扇形塊，所述輪輻件具有中心圓筒和位于該中心圓筒周圍且沿周向均布的四個(gè)連接板，每個(gè)連接板的末端與所述側(cè)壁的內(nèi)周壁之間具有間隙，所述四個(gè)扇形塊和四個(gè)連接板交替設(shè)置，并且在相鄰的扇形塊和連接板之間具有彈性件以彈性地傳遞力矩。
[0024]優(yōu)選地，相鄰的扇形塊和連接板上分別設(shè)置有導(dǎo)向柱，相鄰的兩個(gè)導(dǎo)向柱之間具有間隙，所述彈性件為螺旋彈簧且套設(shè)在相鄰的兩個(gè)導(dǎo)向柱上。
[0025]優(yōu)選地，相鄰的扇形塊和連接板上分別設(shè)置有導(dǎo)向柱，相鄰的兩個(gè)導(dǎo)向柱之間具有間隙，所述彈性件為螺旋彈簧且套設(shè)在相鄰的兩個(gè)導(dǎo)向柱上。
[0026]優(yōu)選地，所述底壁的中心具有中心孔，所述柔輪輸出軸的一端穿過該中心孔后連接到所述力矩檢測模塊。
[0027]優(yōu)選地，所述力矩檢測模塊和位置檢測模塊均為增量式編碼器。
[0028]在上述一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中，將電路板布置在殼體的內(nèi)周面上，巧妙地利用了殼體內(nèi)的空間，使得整個(gè)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)非常緊湊，易于實(shí)現(xiàn)模塊化，且拆裝方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0030]圖1所示為柔性按摩機(jī)器人的一種實(shí)施例的立體示意圖。
[0031 ]圖2所不為基座I的一種實(shí)施例。
[0032]圖3所示為固定套16的一種實(shí)施例
[0033]圖4所示為第一軀干31的一種實(shí)施例
[0034]圖5所示為第一關(guān)節(jié)21、固定套16和第一軀干31之間的一種連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0035]圖6所示為第二軀干32的一種實(shí)施例。
[0036]圖7所示為第一軀干31、第二關(guān)節(jié)22和第二軀干32之間的一種連接結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0037]圖8所示為第一軀干31、第二關(guān)節(jié)22和第二軀干32之間的一種連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0038]圖9所示為第二軀干32、第三關(guān)節(jié)23和第三軀干33之間的一種連接結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0039]圖10所示為第二軀干32、第三關(guān)節(jié)23和第三軀干33之間的一種連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0040]圖11所示為第三軀干33、第四關(guān)節(jié)24和第四軀干34之間的一種連接結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0041]圖12所示為第三軀干33、第四關(guān)節(jié)24和第四軀干34之間的一種連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0042]圖13所示為連桿4的一種實(shí)施例的示意圖。
[0043]圖14所示為按摩手5的一種實(shí)施例的示意圖。
[0044]圖15所示為一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的一種實(shí)施例的剖視示意圖。
[0045]圖16所示為主殼體的一種實(shí)施例的立體示意圖。
[0046]圖17所不為次殼體的一種實(shí)施例的剖視不意圖.
[0047]圖18所示為電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的一種實(shí)施例的立體示意圖。
[0048]圖19所示為電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的一種實(shí)施例的剖視示意圖。
[0049]圖20所示為力矩彈性傳遞模塊的一種實(shí)施例的立體示意圖。圖21所示為力矩彈性傳遞模塊的一種實(shí)施例的剖視示意圖。
[0050]圖21所示為力矩彈性傳遞模塊的一種實(shí)施例的剖視示意圖。
[0051]圖22所示為關(guān)節(jié)輸出軸的一種實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0053]在本發(fā)明中，為了描述的方便，使用了一些方位詞，例如上下左右等，這些方位詞主要是根據(jù)相應(yīng)視圖的方向進(jìn)行定義的。另外，還使用了內(nèi)外等方位詞，這些方位詞主要是依據(jù)產(chǎn)品的內(nèi)外進(jìn)行定義的。
[0054]按摩機(jī)器人
[0055]圖1所示為柔性按摩機(jī)器人的一種實(shí)施例的立體示意圖。如圖1所示，柔性按摩機(jī)器人主要包括基座I和安裝于基座I上的機(jī)械臂2，該機(jī)械臂2包括依次連接的第一關(guān)節(jié)
21、第一軀干31、第二關(guān)節(jié)22、第二軀干32、第三關(guān)節(jié)23、第三軀干33、第四關(guān)節(jié)24和第四軀干34，所述第一關(guān)節(jié)21通過固定套16安裝于所述基座I上，第一關(guān)節(jié)21和第三關(guān)節(jié)23的關(guān)節(jié)輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線沿著所述機(jī)械臂2的長度方向，第二關(guān)節(jié)22和第四關(guān)節(jié)24的旋轉(zhuǎn)軸線的關(guān)節(jié)輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于所述機(jī)械臂2的長度方向，并且每個(gè)關(guān)節(jié)中都具有通過彈性件傳遞力矩的力矩彈性傳遞模塊。
[0056]在上述柔性按摩機(jī)器人中，共具有四個(gè)關(guān)節(jié)和四個(gè)軀干，并且第一關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線沿著所述機(jī)械臂的長度方向，第二關(guān)節(jié)和第四關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸線的關(guān)節(jié)輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于所述機(jī)械臂的長度方向，因此機(jī)械臂共具有四個(gè)自由度，與人體手臂自由度分配一致，能夠完成推拿等多種按摩手法。另外，機(jī)械臂的機(jī)構(gòu)尺寸也可以設(shè)計(jì)成與人體手臂尺寸大小相符，脫離了工業(yè)機(jī)器人范疇，使受用者更易于接受。
[0057]此外，上述柔性按摩機(jī)器人一方面從關(guān)節(jié)的角度出發(fā)，通過在關(guān)節(jié)處添加力矩彈性傳遞模塊，使機(jī)械臂自身具有內(nèi)在的被動(dòng)柔性，在與受用者接觸時(shí)或受到外部沖擊時(shí)，產(chǎn)生緩沖，從而有效地保護(hù)受用者；另一方面利用阻抗控制技術(shù)使機(jī)械臂對非結(jié)構(gòu)化(未知)環(huán)境產(chǎn)生主動(dòng)柔順，使機(jī)器人可以安全地在工作空間內(nèi)完成按摩動(dòng)作。綜上兩方面特性使柔性按摩機(jī)器人從根本上解決了安全性的問題。
[0058]下面，將結(jié)合附圖通過實(shí)施例的方式對柔性按摩機(jī)器人的各個(gè)組成部分進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0059]基座
[0060]圖2所示為基座I的一種實(shí)施例。如圖2所示，基座I主要包括底板11和側(cè)板12，二者之間連接有肋板13以增加強(qiáng)度。底板11和側(cè)板12大致上彼此垂直設(shè)置。為了提高基座I的穩(wěn)固性和剛度，可以使用平行設(shè)置的兩塊肋板13。另外，在側(cè)板12的上部具有一個(gè)通孔14和多個(gè)T形槽15 (圖中顯示為四個(gè))。第一關(guān)節(jié)21可以通過插入所述通孔14中的固定套16(見圖3)以及緊固件固定于所述側(cè)板12上。例如，緊固件可以采用T形螺栓，其與側(cè)板12上的T形槽15配合，以便將第一關(guān)節(jié)21安裝固定于側(cè)板12上。具體的連接方式將在下文中詳細(xì)說明。
[0061]固定套、第一關(guān)節(jié)和第一軀干
[0062]第一關(guān)節(jié)21可以通過多種方式安裝到基座I上。作為一種實(shí)施例，第一關(guān)節(jié)21可以通過插入基座I通孔14中的固定套16以及緊固件安裝到基座I上。
[0063]圖3所示為固定套16的一種實(shí)施例。如圖3所示，固定套16包括法蘭盤161，該法蘭盤161的左端可以插入到基座I的通孔14中，緊固件例如T形螺栓的頭部可以配合在基座I的T形槽中，其桿部則可以穿過法蘭盤161上的安裝孔，然后通過螺母緊固。
[0064]固定套16上還可以形成有多個(gè)定位銷孔162和螺紋孔163，第一關(guān)節(jié)21可以插入到固定套16中，然后通過穿過定位銷孔162的定位銷和穿過螺紋孔163的螺釘?shù)葘⑵浔３植⒐潭ㄓ诙ㄎ惶?6中。
[0065]通過這種方式，可以使第一關(guān)節(jié)21的重心盡可能地靠近基座I的側(cè)板12，從而可以優(yōu)化側(cè)板12的受力情況。
[0066]第一關(guān)節(jié)21的具體結(jié)構(gòu)將在下文中詳細(xì)說明。
[0067]圖4所示為第一軀干31的一種實(shí)施例。如圖4所示，第一軀干31主要包括主體部311，位于主體部上側(cè)的上關(guān)節(jié)安裝部312，以及位于主體部下側(cè)的下關(guān)節(jié)安裝部313，所述上關(guān)節(jié)安裝部312優(yōu)選形成為凹腔，所述第一關(guān)節(jié)21的一部分可以容納并保持在該凹腔內(nèi)。
[0068]所述凹腔的底壁的中心形成有非圓孔314，例如正六邊形孔，該非圓孔314可以與所述第一關(guān)節(jié)21的關(guān)節(jié)輸出軸形狀配合以傳遞力矩，所述非圓孔314的周圍具有多個(gè)安裝孔，緊固件可以穿過該多個(gè)安裝孔連接到所述第一關(guān)節(jié)21的關(guān)節(jié)輸出軸上。
[0069]所述主體部311的橫截面優(yōu)選為方形，并且側(cè)壁上形成有減重孔315，一方面可以增加該主體部的剛度，又可以有效減小其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使得機(jī)械臂更容易控制。所述下關(guān)節(jié)安裝部313形成為兩個(gè)安裝孔，該兩個(gè)安裝孔分別位于所述主體部311的相對的兩個(gè)側(cè)壁的下部。
[0070]圖5所示為第一關(guān)節(jié)21、固定套16和第一軀干31之間的一種連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0071]如圖5所示，第一關(guān)節(jié)21插入固定套16中，并通過插入定位銷孔162中的定位銷和插入螺紋孔163中的螺釘?shù)染o固件予以固定。第一軀干31的形成為凹腔的上關(guān)節(jié)安裝部從下面套裝到固定套16和第一關(guān)節(jié)21上，固定套16和凹腔之間設(shè)置有軸承，另外在第一關(guān)節(jié)21和凹腔之間同樣設(shè)置有軸承，以便第一軀干31可以相對于固定套16旋轉(zhuǎn)。第一關(guān)節(jié)21的關(guān)節(jié)輸出軸的末端則可以與所述凹腔底壁上的非圓孔314形狀配合以傳遞力矩，同時(shí)，可以使用螺釘?shù)染o固件通過非圓孔314周圍的安裝孔緊固到關(guān)節(jié)輸出軸上，以便將關(guān)節(jié)輸出軸與第一軀干31固定在一起，以防止二者分離。
[0072]通過上述結(jié)構(gòu)，第一關(guān)節(jié)21和固定套16插入并容納在第一軀干31的凹腔內(nèi)，由此可以使第一軀干的重心盡可能地靠近第一關(guān)節(jié)21，可以增強(qiáng)機(jī)械臂的整體剛度。
[0073]第一軀干和第二軀干通過第二關(guān)節(jié)相連
[0074]第一軀干31和第二軀干32通過第二關(guān)節(jié)22相連。
[0075]圖6所示為第二軀干32的一種實(shí)施例。如圖6所示，第二軀干32包括主體部321，位于主體部上側(cè)的上關(guān)節(jié)安裝部322，以及位于主體部下側(cè)的下關(guān)節(jié)安裝部323，所述上關(guān)節(jié)安裝部322形成為具有側(cè)壁和底壁的上安裝筒，所述第二關(guān)節(jié)22的一部分容納并保持在該上安裝筒內(nèi)。上安裝筒上可以形成有減重孔325。
[0076]所述上安裝筒的底壁的中心形成有非圓孔324，該非圓孔與所述第二關(guān)節(jié)22的關(guān)節(jié)輸出軸形狀配合以傳遞力矩，所述非圓孔324的周圍具有多個(gè)安裝孔，緊固件可以穿過該多個(gè)安裝孔連接到所述第二關(guān)節(jié)22的關(guān)節(jié)輸出軸上。
[0077]所述下關(guān)節(jié)安裝部323形成為下安裝筒，第三關(guān)節(jié)33的一部分可以容納并保持在該下安裝筒內(nèi)。所述主體部321可以形成為相對的兩塊連接板，該兩塊連接板連接于所述上關(guān)節(jié)安裝部322和下關(guān)節(jié)安裝部323之間。上安裝筒和下安裝筒的軸線大致垂直。
[0078]圖7所示為第一軀干31、第二關(guān)節(jié)22和第二軀干32之間的一種連接結(jié)構(gòu)的立體示意圖。圖8所示為第一軀干31、第二關(guān)節(jié)22和第二軀干32之間的一種連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0079]如圖7和圖8所示，第二關(guān)節(jié)22插入第二軀干32的上關(guān)節(jié)安裝部(上安裝筒)322中，二者之間具有軸承。第二關(guān)節(jié)22的關(guān)節(jié)輸出軸形狀配合地插入到安裝筒底壁上的非圓孔324內(nèi)以傳遞力矩，同時(shí)，螺釘?shù)染o固件可以穿過非圓孔324周圍的安裝孔連接到關(guān)節(jié)輸出軸上，以便將第二關(guān)節(jié)22牢固地保持并固定在第二軀干32中。
[0080]第一軀干31的一個(gè)下關(guān)節(jié)安裝部(固定環(huán))313可以直接套在第二關(guān)節(jié)22上(圖8的右側(cè))，并通過固定蓋318和緊固件固定。為了安裝方便以及使結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，在第二軀干32的安裝筒的底壁的外側(cè)可以同時(shí)固定有一個(gè)隨動(dòng)軸316，然后將第一軀干31的另一個(gè)固定環(huán)通過軸承壓蓋317和軸承等安裝到該隨動(dòng)軸316上。
[0081]第二軀干和第三軀干通過第三關(guān)節(jié)相連
[0082]圖9所示為第二軀干32、第三關(guān)節(jié)23和第三軀干33之間的一種連接結(jié)構(gòu)的立體示意圖。圖10所示為第二軀干32、第三關(guān)節(jié)23和第三軀干33之間的一種連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0083]如圖9和圖10所示，第三關(guān)節(jié)23插入第二軀干32的下關(guān)節(jié)安裝部(下安裝筒)322中，并通過緊固件保持固定。第三軀干33與第一軀干31的結(jié)構(gòu)基本相同，其形成為凹腔的上關(guān)節(jié)安裝部套裝到第二軀干32的下關(guān)節(jié)安裝部上，二者之間具有軸承。第三關(guān)節(jié)23的關(guān)節(jié)輸出軸形狀配合地插入到第三軀干33的凹腔底壁上的非圓孔內(nèi)以傳遞力矩，同時(shí)，螺釘?shù)染o固件可以穿過非圓孔周圍的安裝孔連接到關(guān)節(jié)輸出軸上，以便將第三關(guān)節(jié)23牢固地保持并固定在第三軀干33中。
[0084]第三軀干與第一軀干結(jié)構(gòu)基本相同，不再贅述。在此需要說明的是，第三軀干和第一軀干結(jié)構(gòu)基本相同，是指二者的主要結(jié)構(gòu)相同，例如，其同樣具有主體部，位于主體部上側(cè)的上關(guān)節(jié)安裝部，以及位于主體部下側(cè)的下關(guān)節(jié)安裝部，所述上關(guān)節(jié)安裝部優(yōu)選形成為凹腔，該凹腔的底壁的中心可以形成有非圓孔。主體部的橫截面優(yōu)選為方形，并且側(cè)壁上形成有減重孔。下關(guān)節(jié)安裝部可以形成為兩個(gè)安裝孔，該兩個(gè)安裝孔分別位于所述主體部的相對的兩個(gè)側(cè)壁的下部。當(dāng)然，根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需要，可以允許二者在上述主要結(jié)構(gòu)之外的一些細(xì)節(jié)上存在區(qū)別，例如減重孔的位置、數(shù)量和形狀，各部分的尺寸比例等等。
[0085]第三軀干和第四軀干通過第四關(guān)節(jié)相連
[0086]圖11所示為第三軀干33、第四關(guān)節(jié)24和第四軀干34之間的一種連接結(jié)構(gòu)的立體示意圖。圖12所示為第三軀干33、第四關(guān)節(jié)24和第四軀干34之間的一種連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0087]第三軀干33與第一軀干31結(jié)構(gòu)基本相同，第四軀干34與第二軀干32結(jié)構(gòu)基本相同。參見上文描述，這里所述的結(jié)構(gòu)基本相同同樣是指主要結(jié)構(gòu)相同，但允許存在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的差別。第三軀干33與第四軀干34通過第四關(guān)節(jié)24連接的方式類似于第一軀干31和第二軀干32通過第二關(guān)節(jié)22的連接方式，不再贅述。
[0088]此外，如圖11和圖12所示，在第四軀干34的末端可以通過螺釘?shù)染o固件連接有一個(gè)連桿4，在連桿4的末端可以連接有按摩手5。
[0089]末端連桿和按摩手
[0090]圖13所示為連桿4的一種實(shí)施例的示意圖。圖14所示為按摩手5的一種實(shí)施例的示意圖。
[0091]如圖13和圖14所示，連桿4可以連接到第四軀干34的底部，用以增加機(jī)械臂的長度，使得整個(gè)機(jī)械臂的長度接近正常人體手臂的長度。按摩手5則可以通過連接座51連接到連桿4的末端，用以執(zhí)行按摩功能。按摩手5可以采用現(xiàn)有的各種按摩手，例如圖示所示的三指式按摩手，可以采購自美國Barrett公司的BarrettHand的三指靈巧手。
[0092]一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)
[0093]在本發(fā)明的柔性按摩機(jī)器人中，使用了四個(gè)關(guān)節(jié)，分別為第一關(guān)節(jié)21、第二關(guān)節(jié)
22、第三關(guān)節(jié)23和第四關(guān)節(jié)24。這些關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)基本相同，下面將針對該關(guān)節(jié)(亦可稱之為“一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)”)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0094]圖15所示為一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的一種實(shí)施例的剖視示意圖。如圖15所示，該一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)主要包括殼體100和位于該殼體內(nèi)的關(guān)節(jié)主體，該關(guān)節(jié)主體主要包括電機(jī)200，與電機(jī)的輸出端相連的減速器300，與減速器的輸出端相連的力矩彈性傳遞模塊400，與力矩彈性傳遞模塊的殼體件相連的柔輪輸出軸500，與力矩彈性傳遞模塊的輪輻件相連的關(guān)節(jié)輸出軸600，與柔輪輸出軸的一端相連的力矩檢測模塊700，與柔輪輸出軸的另一端相連的位置檢測模塊800，以及電路板900。
[0095]下面將參照附圖對上述各個(gè)單元進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0096]殼體
[0097]如圖15所示,殼體100主要包括主殼體110、次殼體120和端蓋130，從而有利于殼體內(nèi)部各種零部件的拆裝。
[0098]電機(jī)200、位置檢測模塊800和電路板900主要位于主殼體110內(nèi)，減速器300、力矩彈性傳遞模塊400和力矩檢測模塊700則主要位于次殼體120內(nèi)。端蓋130用于封閉主殼體的外端。關(guān)節(jié)輸出軸600從次殼體120的外端伸出。在一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)裝配時(shí)，可以將電機(jī)200、減速器300、力矩彈性傳遞模塊400等裝配好后插入到主殼體110內(nèi)，然后再套上次殼體120。主殼體110內(nèi)端周向加工有I組通孔和I組階梯沉頭孔，通過螺釘?shù)染o固件可以將主殼體110和剛輪固定座304連接。然后再套上次殼體120，次殼體120內(nèi)端周向留有沉頭通孔，螺釘?shù)染o固件可以通過主殼體110上的通孔將次殼體120固定于剛輪固定座304，然后再固定上端蓋130即可。
[0099]圖16所示為主殼體的一種實(shí)施例的立體示意圖。如圖16所示，主殼體110的外輪廓大致形成為圓筒形，其內(nèi)表面則形成有多個(gè)安裝平面111以安裝電路板。例如，作為一種實(shí)施例，本發(fā)明的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)具有四塊電路板900，分別為控制電源板、驅(qū)動(dòng)電源板、控制電路板和驅(qū)動(dòng)電路板，其中所述控制電源板為控制電路板提供電源，所述驅(qū)動(dòng)電源板為所述驅(qū)動(dòng)電路板提供電源?？刂齐娫窗搴万?qū)動(dòng)電源板優(yōu)選可以獨(dú)立接地，從而可以避免供電時(shí)產(chǎn)生相互干擾。相應(yīng)地，主殼體的內(nèi)表面形成有四個(gè)安裝平面111，其沿圓周方向等間隔分布，每塊電路板安裝于一個(gè)安裝平面上，相鄰的兩個(gè)安裝平面之間可以由小的平面予以過渡，因此，主殼體的內(nèi)表面大致形成為八邊形。
[0100]四塊電路板900優(yōu)選通過電線順序地電連接在一起，從而構(gòu)成一個(gè)整體單元，可以方便地內(nèi)置于主殼體110內(nèi)。為了降低關(guān)節(jié)重量和便于固定電路板，在主殼體的兩端的外表面上分別加工有與四塊電路板位置對應(yīng)的四個(gè)平面112，從而可以通過螺釘?shù)染o固件方便地將電路板固定到主殼體的內(nèi)表面上。
[0101]另外，在主殼體的外端的外表面上的四個(gè)平面112中，可以在其中一個(gè)平面上安裝線纜接口 113，電機(jī)200可以通過該線纜接口與電路板900方便地電連接。
[0102]圖17所示為次殼體的一種實(shí)施例的剖視示意圖。如圖17所示,次殼體120大致形成為圓筒形，其外端形成有縮口，從而可以軸向定位關(guān)節(jié)輸出軸600。次殼體的內(nèi)端周向形成有多個(gè)安裝孔121，螺釘?shù)染o固件穿過這些安裝孔后可以將次殼體固定到剛輪固定座304 上。
[0103]電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分
[0104]電機(jī)200作為動(dòng)力源，為一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)提供力矩。電機(jī)優(yōu)選采用無框無刷電機(jī)。
[0105]圖18所示為電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的一種實(shí)施例的立體示意圖。圖19所示為電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的一種實(shí)施例的剖視示意圖。具體地，如圖18和圖19所示，電機(jī)200主要包括定子201和轉(zhuǎn)子202。在定子201的外面固定套接有電機(jī)外殼。為了拆裝方便，電機(jī)外殼包括左外殼203和右外殼204兩個(gè)部分，相互之間可以通過螺釘?shù)染o固件連接在一起。優(yōu)選地，左外殼和右外殼各自具有凸緣部205，螺釘?shù)染o固件穿過該凸緣部將左右外殼連接在一起。凸緣部205優(yōu)選形成為方形，以便與一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的主殼體110內(nèi)的四塊電路板900相匹配，螺釘?shù)染o固件連接于方形的凸緣部205的角部。在右外殼204的側(cè)壁上可以具有出線口 206，電機(jī)線通過該出線口引出以便連接到電路板900。
[0106]在電機(jī)的右外殼204的外端通過螺釘?shù)染o固件連接有電機(jī)軸軸承座207，電機(jī)軸208通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在該電機(jī)軸軸承座207中。另外，在電機(jī)軸軸承座的外端中心處還通過螺釘?shù)染o固件連接有柔輪輸出軸軸承座209，柔輪輸出軸500通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在該柔輪輸出軸軸承座209上。柔輪輸出軸500可轉(zhuǎn)動(dòng)地穿過電機(jī)軸208設(shè)置。
[0107]轉(zhuǎn)子202位于定子201內(nèi)部，在轉(zhuǎn)子202的中心固定有電機(jī)軸208，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)該電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)軸優(yōu)選為空心軸。
[0108]電機(jī)軸208的左端為直徑擴(kuò)大的擴(kuò)徑段，該擴(kuò)徑段通過螺釘?shù)染o固件與減速器300相連(具體地，例如與諧波減速器的波發(fā)生器相連)，從而，電機(jī)軸的力矩可以通過諧波減速器的杯形柔輪輸出。諧波減速器的剛輪通過螺釘?shù)染o固件連接到剛輪固定座304上。剛輪固定座通過螺釘?shù)染o固件連接到電機(jī)的左外殼的左端。同時(shí)，如上文所述，該剛輪固定座304可以固定連接到柔性一體化關(guān)節(jié)的主殼體110上。在剛輪固定座304的中心處同樣通過螺釘?shù)染o固件連接有電機(jī)軸軸承座，電機(jī)軸通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在該電機(jī)軸軸承座中。
[0109]諧波減速器300主要包括剛輪、杯形柔輪和波發(fā)生器。如上文所述，剛輪通過螺釘?shù)染o固件連接到剛輪固定座304上，波發(fā)生器通過螺釘?shù)染o固件連接到電機(jī)軸208的擴(kuò)徑段上，杯形柔輪位于波發(fā)生器和剛輪之間，用于輸出力矩。
[0110]杯形柔輪通過螺釘?shù)染o固件連接到力矩彈性傳遞模塊400的殼體件上，用于帶動(dòng)殼體件轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，殼體件可以通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在殼體件支撐軸承固定座406上，殼體件支撐軸承固定座406則可以通過螺釘?shù)染o固件與剛輪固定座連接。
[0111]同時(shí)，杯形柔輪還通過螺釘?shù)染o固件連接到柔輪輸出軸上，從而可以將力矩同時(shí)傳遞給柔輪輸出軸。
[0112]柔輪輸出軸
[0113]如圖15所示，柔輪輸出軸500的右端穿過中空的電機(jī)軸向右伸出以連接到位置檢測模塊800的碼盤，從而利用該位置檢測模塊可以檢測到該柔輪輸出軸相對于一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的外殼100的相對轉(zhuǎn)角。柔輪輸出軸的左端向左延伸以連接到力矩檢測模塊700的碼盤，從而利用該力矩檢測模塊可以檢測到關(guān)節(jié)輸出軸的輸出力矩以及關(guān)節(jié)輸出軸相對于該柔輪輸出軸的相對轉(zhuǎn)角。因此，將位置檢測模塊和力矩檢測模塊檢測的相對轉(zhuǎn)角相加，即可得出關(guān)節(jié)輸出軸相對于一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的外殼的相對轉(zhuǎn)角，即可以由此來確定關(guān)節(jié)輸出軸實(shí)際轉(zhuǎn)過的角度。
[0114]柔輪輸出軸的左端通過軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐在力矩彈性傳遞模塊的輪輻件中，中部通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在柔輪輸出軸軸承座中，右端同樣通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在另一個(gè)柔輪輸出軸軸承座中。
[0115]柔輪輸出軸優(yōu)選為中空軸，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)所需的各種線纜可以方便地穿過該中空的柔輪輸出軸。
[0116]力矩彈性傳遞模塊
[0117]圖20所示為力矩彈性傳遞模塊的一種實(shí)施例的立體示意圖。圖21所示為力矩彈性傳遞模塊的一種實(shí)施例的剖視示意圖。力矩彈性傳遞模塊400主要包括殼體件401、位于殼體內(nèi)部的輪輻件402以及位于殼體件和輪輻件之間的彈性件403。通常，殼體件401用于接收力矩，并通過彈性件403將力矩傳遞給輪輻件402，輪輻件將力矩輸出給關(guān)節(jié)輸出軸600。
[0118]圖21中的附圖標(biāo)記302表示諧波減速器中的杯形柔輪，其通過螺釘?shù)染o固件與殼體件401相連，以便將力矩傳遞給殼體件401，帶動(dòng)殼體件401轉(zhuǎn)動(dòng)。附圖標(biāo)記406表示殼體件軸承安裝座，其與殼體件401之間設(shè)置有軸承。
[0119]殼體件401大致形成為一端開口、另一端封閉的筒狀。具體地,殼體件包括底壁和環(huán)繞該底壁設(shè)置的側(cè)壁。底壁上可以設(shè)置有中心孔，以便于柔輪輸出軸500穿過。
[0120]在殼體的側(cè)壁的內(nèi)表面上固定有沿圓周方向等間隔分布的四個(gè)扇形塊404，例如可以通過螺釘?shù)染o固件進(jìn)行固定。輪輻件大致形成為十字形。具體地，輪輻件包括中心圓筒和形成于中心圓筒外表面上的四個(gè)連接板405，該四個(gè)連接板沿圓周方向均布于中心圓筒的外表面。中心圓筒一般與殼體底壁上的中心孔保持同心。每個(gè)連接板位于相鄰的兩個(gè)扇形塊之間，即四個(gè)扇形塊和四個(gè)連接板沿圓周方向交替設(shè)置。連接板與殼體的側(cè)壁之間具有間隙，以便二者之間可以相對轉(zhuǎn)動(dòng)。在相鄰的扇形塊和連接板之間具有彈性件，因此，殼體件的力矩可以通過扇形塊和彈性件彈性地傳遞給連接板，從而殼體件的轉(zhuǎn)動(dòng)將導(dǎo)致輪輻件轉(zhuǎn)動(dòng)。彈性件通常使用螺旋壓縮彈簧。另外，由于使用了彈性件來傳遞力矩，可以緩沖輪輻件所受的反力矩，使得力矩彈性傳遞模塊具有柔性，從而降低了對傳感器帶寬和計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的要求，可以方便地在關(guān)節(jié)處進(jìn)行力控制。
[0121]為了將彈性件穩(wěn)固地保持在扇形塊和連接板之間，優(yōu)選地，在扇形塊和連接板上分別固定有導(dǎo)向柱，例如直接通過螺紋連接，彈性件的兩端分別套在導(dǎo)向柱上。套在彈性件內(nèi)地兩個(gè)導(dǎo)向柱之間具有間隙，一方面，可以使彈性件發(fā)揮彈性作用；另一方面，使彈性件的作用行程局限于間隙之間的距離，從而起到限位和保護(hù)彈性件的作用。
[0122]通過上述結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地采用四個(gè)扇形塊和四個(gè)連接板，如此設(shè)計(jì)使得力矩彈性傳遞模塊的扇形塊在結(jié)構(gòu)上完全對稱，可以提供更大的力矩，并減小了同等輸出力矩條件下彈性件的剛度，便于彈性件的設(shè)計(jì)與選取，而且使力矩彈性傳遞模塊的物理尺寸可以更易于微型化、集成化。
[0123]力矩檢測模塊和位置檢測模塊
[0124]如圖15所示，力矩檢測模塊700用于檢測力矩彈性傳遞模塊所傳遞的力矩。優(yōu)選地，力矩檢測模塊使用增量式編碼器。
[0125]具體地，力矩檢測模塊主要包括基座、碼盤和電路板?；ǖ装搴托纬捎诘装迳媳砻嫔系娜龡l支腿。底板可以通過螺釘?shù)染o固件安裝于力矩彈性傳遞模塊中的輪輻件的連接板上。電路板可以通過螺釘?shù)染o固件安裝于三條支腿的末端，以便電路板與底板之間形成一定的空間，碼盤則位于該空間內(nèi)，并通過軸與力矩彈性傳遞模塊中的殼體件保持同止/J/ O
[0126]因此，通過該增量式編碼器，可以檢測力矩彈性傳遞模塊中的殼體件與輪輻件之間的相對轉(zhuǎn)角。同時(shí)，根據(jù)該相對轉(zhuǎn)角即可得出力矩彈性傳遞模塊中的彈性件的彈性變形量，然后根據(jù)彈性件的剛度，即可計(jì)算出由彈性件所傳遞的力的大小，通過彈性件的安裝位置即可計(jì)算出力矩彈性傳遞模塊所傳遞的力矩大小。因此，通過該力矩檢測模塊，可以方便地檢測力矩彈性傳遞模塊所傳遞的力矩。
[0127]類似地，位置檢測模塊800也優(yōu)選使用增量式編碼器，用于檢測柔輪輸出軸實(shí)際轉(zhuǎn)過的角度，不再贅述。
[0128]關(guān)節(jié)輸出軸
[0129]圖22所示為關(guān)節(jié)輸出軸的一種實(shí)施例的示意圖。如圖22所示，關(guān)節(jié)輸出軸600用于將一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的力矩最終輸出給外部單元，例如機(jī)械臂的下一個(gè)軀干。關(guān)節(jié)輸出軸的外端601的外表面形成為多邊形，例如六邊形，從而可以方便地輸出力矩。關(guān)節(jié)輸出軸的內(nèi)端具有安裝法蘭602，該安裝法蘭可以通過螺釘?shù)染o固件連接到力矩彈性傳遞模塊的輪輻件上，在傳遞大力矩時(shí)，該法蘭可以使關(guān)節(jié)輸出軸和輪輻件不產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)。
[0130]關(guān)節(jié)輸出軸的安裝法蘭上形成有多個(gè)減重孔，以減輕重量。另外，在安裝法蘭上形成有四組安裝孔603，以便與輪輻件上的四個(gè)連接板固定連接。另外，由于關(guān)節(jié)輸出軸承受較大力矩，因此每組安裝孔可以包括徑向?qū)R的兩個(gè)安裝孔，從而使力矩可以由兩個(gè)緊固件共同傳遞，降低了緊固件所需的強(qiáng)度。
[0131]本發(fā)明上述的一體化旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中設(shè)置了力矩彈性傳遞模塊、扭矩檢測模塊和位置檢測模塊，能夠緩沖作用在關(guān)節(jié)上的外部沖擊力，并且測量一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)輸出的力矩。擴(kuò)大了所述一體化旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的應(yīng)用范圍。本發(fā)明所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用集機(jī)構(gòu)、電路、傳感于一體的模塊化設(shè)計(jì)思路，通過該關(guān)節(jié)可以快速地構(gòu)建出柔性按摩機(jī)器人的手臂或者腿部，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
[0132]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0133]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0134]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，包括殼體和位于該殼體內(nèi)的關(guān)節(jié)主體，其特征在于，所述關(guān)節(jié)主體包括多個(gè)電路板，在所述殼體的內(nèi)周面形成有多個(gè)安裝平面，所述多個(gè)電路板分別安裝于所述多個(gè)安裝平面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述多個(gè)電路板包括控制電源板、驅(qū)動(dòng)電源板、控制電路板和驅(qū)動(dòng)電路板，其中所述控制電源板為控制電路板提供電源，所述驅(qū)動(dòng)電源板為所述驅(qū)動(dòng)電路板提供電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述多個(gè)電路板通過電線順序地電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述殼體包括對接連接的主殼體和次殼體,所述多個(gè)安裝平面形成于所述主殼體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述主殼體的側(cè)壁上具有線纜接口，所述電路板通過該線纜接口與所述關(guān)節(jié)主體中的電機(jī)電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述關(guān)節(jié)主體包括電機(jī)，與電機(jī)的輸出端相連的減速器，與減速器的輸出端相連的力矩彈性傳遞模塊，與力矩彈性傳遞模塊的殼體件相連的柔輪輸出軸，與力矩彈性傳遞模塊的輪輻件相連的關(guān)節(jié)輸出軸，與柔輪輸出軸的一端相連的力矩檢測模塊，以及與柔輪輸出軸的另一端相連的位置檢測模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述電機(jī)為具有中空的電機(jī)軸的無框無刷電機(jī)，所述減速器為諧波減速器，所述電機(jī)軸與所述諧波減速器的波發(fā)生器相連，所述諧波減速器的杯形柔輪與所述柔輪輸出軸相連，該柔輪輸出軸的另一端穿過所述電機(jī)軸并向外伸出以連接到所述位置檢測模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述柔輪輸出軸為中空軸以供電線穿過。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述力矩彈性傳遞模塊包括所述殼體件和位于該殼體件內(nèi)的所述輪輻件，所述殼體件形成為包括底壁和側(cè)壁的筒狀，所述側(cè)壁的內(nèi)周面上具有沿周向均布的四個(gè)扇形塊，所述輪輻件具有中心圓筒和位于該中心圓筒周圍且沿周向均布的四個(gè)連接板，每個(gè)連接板的末端與所述側(cè)壁的內(nèi)周壁之間具有間隙，所述四個(gè)扇形塊和四個(gè)連接板交替設(shè)置，并且在相鄰的扇形塊和連接板之間具有彈性件以彈性地傳遞力矩。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，相鄰的扇形塊和連接板上分別設(shè)置有導(dǎo)向柱，相鄰的兩個(gè)導(dǎo)向柱之間具有間隙，所述彈性件為螺旋彈簧且套設(shè)在相鄰的兩個(gè)導(dǎo)向柱上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述底壁的中心具有中心孔，所述柔輪輸出軸的一端穿過該中心孔后連接到所述力矩檢測模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其特征在于，所述力矩檢測模塊和位置檢測模塊均為增量式編碼器。
【文檔編號】B25J17/00GK104175327SQ201310199825
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】黃遠(yuǎn)燦, 李帥, 李健 申請人:北京理工大學(xué)