[发明专利]一种具有扭转柔性的机器人关节

说明书

本发明公开了一种具有扭转柔性的机器人关节，具备电机输出轴以及输出法兰，还包括集成控制单元、无框力矩电机、多级减速结构、绝对值编码器、和扭矩管；集成控制单元、无框力矩电机、多级减速结构、绝对值编码器分别套设于电机输出轴以及输出法兰上；扭矩管贯穿在电机输出轴的内腔中；还包括安装于无框力矩电机上的扭矩传感器和温度传感器；集成控制单元与绝对值编码器、扭矩传感器和温度传感器信号连接，集成控制单元与绝对值编码器、扭矩传感器和温度传感器之间形成信号输出闭环；集成控制单元控制多级减速结构。本发明的机器人关节能根据实时的情况做出最优的实时应对动作，可保护机器人关节免受较大的冲击载荷。

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，尤其涉及一种具有扭转柔性的机器人关节。

背景技术

近年来随着机器人技术的发展，机器人在自动驾驶汽车的领域内取得了巨大的进步。受2011年福岛第一核电灾难的警醒，一些类似的竞赛被提起。以加速机器人技术在应对自然和认为灾难领域内的发展。

为了代替人类在对于人类而言危险的环境中执行复杂任务，需要设计与人类在尺寸和形状上差不多、具有相似的工作空间的机器人。要求这些机器人既有强度也有灵活性，以有效地在这些环境中工作，同时他必须具备静态稳定性而非动态稳定性以避免复杂控制的需求。双足机器，例如典型的类人机器人，走动时必须平衡。如果机器人脚下地形不平坦或在移动，类人机器人有翻倒和摔倒的危险，那样反而成为了问题而不是解决问题。

随着自动化产业与智能机器人的日益发展，也为了解决危险环境中执行复杂任务的需求，市场对机器人关节和其操作系统性能的要求也越来越呈现出高综合化、高标准化的趋势，特别是需要一种机器人关节和相应的控制方法能满足在精密操控、高输出能量的前提下实现自主适应复杂任务、复杂环境、复杂操作对象，这要求机器人关节能根据实时的情况作出最优的实时应对动作，而这些性能要求是现有技术难以做到的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有扭转柔性的机器人关节，特别是能够应用于机械臂或者机械腿的机器人关节。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种具有扭转柔性的机器人关节，其中，包括：

具备电机输出轴以及输出法兰，还包括集成控制单元、无框力矩电机、多级减速结构、绝对值编码器、和扭矩管；

所述集成控制单元、所述无框力矩电机、所述多级减速结构、所述绝对值编码器分别套设于所述电机输出轴以及所述输出法兰上；所述扭矩管贯穿在所述电机输出轴的内腔中；

还包括安装于所述无框力矩电机上的扭矩传感器和温度传感器；

所述集成控制单元与所述绝对值编码器、所述扭矩传感器和所述温度传感器信号连接，所述集成控制单元与所述绝对值编码器、所述扭矩传感器和所述温度传感器之间形成信号输出闭环；所述集成控制单元控制所述多级减速结构。

上述的具有扭转柔性的机器人关节，其中，所述多级减速结构包括：精密谐波减速机、摩擦式制动器、刹车片、以及扭矩限制离合器。

上述的具有扭转柔性的机器人关节，其中，还包括：促动器，所述集成控制单元控制所述促动器。

上述的具有扭转柔性的机器人关节，其中，当所述集成控制单元未接收到任何指令时，所述刹车片保持抱死状态。

上述的具有扭转柔性的机器人关节，其中，当所述集成控制单元接收来自外部软件的操作信号时，所述刹车片解除抱死状态，所述无框力矩电机实现对应信号的动作。