[发明专利]一体化旋转关节和确定一体化旋转关节零位的方法

权利要求书

1.一种一体化旋转关节，该一体化旋转关节包括壳体（10）、设置在该壳体（10）内的关节主体（20）、关节输出轴（26）和控制器（30），所述关节主体（20）包括电机（21）和与该电机（21）相连的减速器（22），该减速器（22）的减速器输出轴与所述关节输出轴（26）相连，所述电机（21）与所述控制器（30）电连接，其特征在于，所述关节主体（20）还包括力矩传递传感装置（23），该力矩传递传感装置（23）连接在所述减速器（22）和所述关节输出轴（26）之间，以将所述减速器（22）输出的力矩传递给所述关节输出轴（26）并测量该关节输出轴（26）输出的力矩。

2.根据权利要求1所述的一体化旋转关节，其特征在于，所述力矩传递传感装置（23）包括弹性模块单元（24）和弹性形变测量单元（25），所述弹性模块单元（24）包括输入件（24a）、输出块（24b）和连接所述输入件（24a）和所述输出块（24b）的弹簧（24c），所述减速器（22）与所述输入件（24a）相连，所述输出块（24b）与所述弹性形变测量单元（25）连接，且所述输出块（24b）与所述关节输出轴（26）连接。

3.根据权利要求2所述的一体化旋转关节，其特征在于，所述输入件（24a）包括底壁和环绕该底壁设置的侧壁，所述减速器输出轴与所述底壁相连，所述弹簧（24c）设置在所述侧壁上，以使所述输出块（24b）位于所述侧壁和所述底壁围成的空间内。

4.根据权利要求3所述的一体化旋转关节，其特征在于，所述输入件（24a）的侧壁上设置有多个连接块（24d），该多个连接块（24d）沿所述输入件（24a）的周向均匀分布，所述输出块（24b）包括多个输出辐（24e），该多个输出辐沿所述输入件（24a）的周向均匀分布，且每个所述输出辐（24e）位于两个相邻的所述连接块（24d）之间，所述弹簧（24c）连接相邻的所述连接块（24d）和所述输出辐（24e）。

5.根据权利要求3所述的一体化旋转关节，其特征在于，所述减速器（22）为谐波减速器，该谐波减速器包括杯形柔轮（22a），该杯形柔轮（22a）固定在所述减速器输出轴上，该减速器输出轴与所述输入件（24a）的所述底壁相连。

6.根据权利要求5所述的一体化旋转关节，其特征在于，所述输入件（24a）的所述底壁上设置有第一通孔，所述输出块（24b）的中部设置有与所述第一通孔同轴的第二通孔，所述减速器输出轴穿过所述第一通孔，并通过轴承支撑在所述第二通孔中。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的一体化旋转关节，其特征在于，所述弹性形变测量单元（25）为增量式编码器，该弹性形变测量单元（25）包括第一基座（25a）、第一码盘（25c）、第一电路板（25b）和设置在该第一电路板（25b）上的第一发射器（25d），所述第一码盘（25c）设置在所述第一基座（25a）内部，所述第一基座（25a）与所述输出块（24b）相连，所述第一码盘（25c）与所述减速器输出轴相连，且所述第一电路板（25b）与所述控制器（30）电连接，且所述第一发射器（25d）设置在所述第一基座（25a）上，且与所述第一码盘（25c）上Z脉冲信号的位置相邻。

8.根据权利要求7所述的一体化旋转关节，其特征在于，该一体化旋转关节还包括与所述减速器输出轴连接的减速器角度测量单元（27），该减速器角度测量单元（27）与所述控制器（30）电连接。

9.根据权利要求8所述的一体化旋转关节，其特征在于，所述减速器角度测量单元（27）为增量式编码器，该减速器角度测量单元（27）包括第二基座、第二码盘、第二电路板和设置在该第二电路板上的第二发射器，所述第二码盘设置在所述第二基座内部，且该第二基座与所述壳体（10）相连，所述第二码盘与所述减速器输出轴相连，所述第二发射器设置在所述第二基座上。

10.根据权利要求9所述的一体化旋转关节，其特征在于，所述电机（21）为无框无刷电机，所述电机（21）的中心轴（21a）内形成有沿该中心轴（21a）延伸的第一中心孔，所述减速器输出轴的一部分穿过所述第一中心孔延伸至所述壳体（10）外部，所述减速器角度测量单元（27）设置在所述减速器输出轴位于所述壳体（10）外部的部分上。