本發(fā)明涉及一種蛇形機(jī)器人，具體涉及一種模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

相對(duì)于傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，蛇形機(jī)器人具有狹小空間的穿越能力、多障礙物等復(fù)雜環(huán)境中的越障能力、超冗余自由度的靈巧操作能力及危險(xiǎn)環(huán)境下的可重構(gòu)能力，因此最近成為了機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問題，受到越來越多的重視。蛇形機(jī)器人通常用于管道檢測、災(zāi)難救援、宇航空間的行星表面探測等。

申請(qǐng)?zhí)枮閦l02144565.6的發(fā)明專利公開了一種模塊化可變結(jié)構(gòu)蛇形機(jī)器人，申請(qǐng)?zhí)枮?01110183015.2的發(fā)明專利公開了p-p結(jié)構(gòu)蛇形機(jī)器人的爬行速度測量方法，申請(qǐng)?zhí)枮?01410217818.9的發(fā)明專利公開了一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元，上述三個(gè)發(fā)明均基于舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，它們的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是存在反向齒隙、無力矩感知、驅(qū)動(dòng)力?。滑F(xiàn)有舵機(jī)驅(qū)動(dòng)的蛇形機(jī)器人的控制周期在20毫秒左右。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510161800.6的發(fā)明專利公開了模塊化雙自由度球形關(guān)節(jié)及蛇形機(jī)器人及運(yùn)動(dòng)控制方法，申請(qǐng)?zhí)枮?01510936582.9的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了帶有萬向關(guān)節(jié)的蝸桿傳動(dòng)的主動(dòng)多輪蛇形機(jī)器人，上述兩個(gè)蛇形機(jī)器人采用蝸輪傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)等方式，雖然增大了驅(qū)動(dòng)力矩，但是仍然存在結(jié)構(gòu)不緊湊、存在反向齒隙等問題；文獻(xiàn)《designandarchitectureoftheunifiedmodularsnakerobot》提出了采用直流有刷電機(jī)和齒輪傳遞減速的問題，該方法可以有效提高驅(qū)動(dòng)力矩，但是直流有刷電機(jī)存在換向時(shí)存在機(jī)械接觸導(dǎo)致噪聲大、壽命低等缺點(diǎn)，齒輪減速器的體積大且存在反向間隙；公告號(hào)為cn103991089a的發(fā)明專利通過前連接臂與連接頭本體接觸位置設(shè)有用于前后滑動(dòng)的滾珠軸承連接，該方式均不便于機(jī)器人的自重構(gòu)；公告號(hào)為cn104972457a的發(fā)明專利通過直齒輪和錐齒輪等齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各關(guān)節(jié)間的俯仰運(yùn)動(dòng)，該方式體積大、結(jié)構(gòu)不夠緊湊。

綜上，現(xiàn)有的蛇形機(jī)器人驅(qū)動(dòng)力小、存在反向齒隙、控制周期長、控制精度差、結(jié)構(gòu)不夠緊湊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的蛇形機(jī)器人存在反向齒隙、驅(qū)動(dòng)力小、控制周期長、控制精度差、結(jié)構(gòu)不夠緊湊的問題，進(jìn)而提供一種模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人包括多個(gè)模塊化關(guān)節(jié)首尾相連構(gòu)成，相鄰的兩個(gè)模塊化關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)90°布置，相鄰的兩個(gè)模塊化關(guān)節(jié)通過圓柱銷連接定位且正交設(shè)置，所述模塊化關(guān)節(jié)包括關(guān)節(jié)輸入件、關(guān)節(jié)輸出件、中間軸節(jié)、電機(jī)組件和諧波減速器，所述中間軸節(jié)的兩端分別設(shè)置有關(guān)節(jié)輸入件和關(guān)節(jié)輸出件，所述電機(jī)組件和諧波減速器并列設(shè)置在中間軸節(jié)的內(nèi)部，電機(jī)組件的輸出端與諧波減速器相連接，電機(jī)組件帶動(dòng)諧波減速器轉(zhuǎn)動(dòng)，諧波減速器帶動(dòng)關(guān)節(jié)輸出件執(zhí)行以中間軸節(jié)為軸心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)；關(guān)節(jié)輸入件的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14上分布彈簧觸針，相鄰模塊化關(guān)節(jié)的電氣連接通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14上的彈簧觸針與關(guān)節(jié)輸出件的關(guān)節(jié)控制板34接觸實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，電機(jī)組件包括電機(jī)外殼1、電機(jī)定子2、電機(jī)轉(zhuǎn)子3、電機(jī)軸4和電機(jī)端蓋7，電機(jī)外殼1為圓柱形殼體，電機(jī)外殼1設(shè)置在中間軸節(jié)的內(nèi)部，電機(jī)軸4設(shè)置在電機(jī)外殼1的內(nèi)部且其與電機(jī)端蓋7相連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子3套裝在電機(jī)軸4上，電機(jī)定子2套裝電機(jī)轉(zhuǎn)子3外且其固定安裝在電機(jī)外殼1的內(nèi)壁上，電機(jī)外殼1和電機(jī)定子2之間設(shè)置有隔套37。

進(jìn)一步地，電機(jī)組件還包括第一深溝球軸承5和墊片6，電機(jī)軸4通過第一深溝球軸承5安裝在電機(jī)外殼1內(nèi)，墊片6設(shè)置在電機(jī)端蓋7與第一深溝球軸承5之間。

進(jìn)一步地，關(guān)節(jié)輸入件包括力矩傳感器彈性體8、過載保護(hù)塊9、關(guān)節(jié)輸入端端蓋10、關(guān)節(jié)輸入端第一外殼11、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14、關(guān)節(jié)輸入端第二外殼16和兩個(gè)圓柱銷15，所述關(guān)節(jié)輸入端第一外殼11和關(guān)節(jié)輸入端第二外殼16可拆卸連接在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上且三者的內(nèi)部形成有第一腔體，力矩傳感器彈性體8、過載保護(hù)塊9和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14設(shè)置在第一內(nèi)腔，過載保護(hù)塊9設(shè)置在矩傳感器彈性體8的內(nèi)部，力矩傳感器彈性體8的一端與電機(jī)外殼1相連接，力矩傳感器彈性體8的另一端與關(guān)節(jié)輸入端端蓋10相連接，傳感器彈性體8的兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)應(yīng)變片40。

進(jìn)一步地，關(guān)節(jié)輸入件還包括關(guān)節(jié)輸入端螺母12和關(guān)節(jié)輸入端連接件13，關(guān)節(jié)輸入端連接件13安裝在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上，關(guān)節(jié)輸入端螺母12與關(guān)節(jié)輸入端連接件13螺紋連接。

進(jìn)一步地，關(guān)節(jié)輸入端端蓋10為圓形蓋體，關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上設(shè)置有兩個(gè)圓柱銷15，兩個(gè)圓柱銷15均沿關(guān)節(jié)輸入端端蓋10的軸向方向設(shè)置，每個(gè)圓柱銷15的底部固定連接在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上，每個(gè)圓柱銷15的頂部穿過關(guān)節(jié)輸入端連接件13，兩個(gè)圓柱銷15的中心軸線在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上的投影分別為a點(diǎn)和b點(diǎn)，a點(diǎn)和b點(diǎn)所在半徑在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上形成的圓心角為α，圓心角α為90°。

進(jìn)一步地，諧波減速器包括剛輪用固定殼17、剛輪18、波發(fā)生器19、柔輪20、柔輪用轉(zhuǎn)接軸21和輸出端端蓋22，所述剛輪用固定殼17設(shè)置在電機(jī)外殼1的一側(cè)且二者相連通，剛輪18和波發(fā)生器19均設(shè)置在剛輪用固定殼17內(nèi)，波發(fā)生器19套裝在電機(jī)軸4上，剛輪18套裝在波發(fā)生器19外且二者間隙設(shè)置，剛輪18的外端面固定連接在剛輪用固定殼17上，所述柔輪20的一端設(shè)置在剛輪18和波發(fā)生器19之間的間隙內(nèi)，柔輪20的另一端通過柔輪用轉(zhuǎn)接軸21與輸出端端蓋22相連接，輸出端端蓋22與關(guān)節(jié)輸出件相連接，輸出端端蓋22固定安裝在關(guān)節(jié)端蓋29的內(nèi)壁上。

進(jìn)一步地，關(guān)節(jié)輸出端位置傳感器包括磁環(huán)23和位置傳感器電路板28，磁環(huán)23通過階梯圓環(huán)與剛輪用固定殼17的軸向及徑向固定，位置傳感器電路板28固定在輸出端端蓋22上，磁環(huán)23和位置傳感器電路板28之間留有間隙。

進(jìn)一步地，關(guān)節(jié)輸出件包括關(guān)節(jié)輸出端殼體27、連接立柱30、關(guān)節(jié)輸出端第一外殼31、關(guān)節(jié)輸出端端蓋32、關(guān)節(jié)輸出端螺柱33、關(guān)節(jié)控制板34、柔性pcb線纜35和關(guān)節(jié)輸出端第二外殼36，所述關(guān)節(jié)輸出端第一外殼31和關(guān)節(jié)輸出端第二外殼36可拆卸連接在關(guān)節(jié)輸出端殼體27上且三者的內(nèi)部形成有第二腔體，所述關(guān)節(jié)輸出端螺柱33位于關(guān)節(jié)輸出端端蓋32的外端面上且其與關(guān)節(jié)輸出端端蓋32螺紋連接，連接立柱30設(shè)置豎直設(shè)置在關(guān)節(jié)輸出端端蓋32和輸出端端蓋22之間，關(guān)節(jié)控制板34和柔性pcb線纜35均設(shè)置在第二腔體內(nèi)，柔性pcb線纜35的一端穿過中間軸節(jié)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14相連接，柔性pcb線纜35的另一端與關(guān)節(jié)控制板34相連接。

進(jìn)一步地，中間軸節(jié)包括關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39，關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39均為圓弧形罩體，關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39水平并列設(shè)置，關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39的兩端均和電機(jī)外殼1固連，關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39之間設(shè)置有線纜通過口，柔性pcb線纜35位于關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38、關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39、電機(jī)外殼1和關(guān)節(jié)輸出端殼體27之間。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

一、本發(fā)明的模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理且緊湊，占用空間小，通過關(guān)節(jié)輸入件、關(guān)節(jié)輸出件、中間軸節(jié)、電機(jī)組件和諧波減速器之間相互配合具有輸出力矩大、精度高、控制周期短、反向間隙小的優(yōu)點(diǎn)，通過樣機(jī)試驗(yàn)可知，本發(fā)明的控制周期能夠縮短至2毫秒內(nèi)；

二、本發(fā)明的模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人采用可重構(gòu)思想使得蛇形機(jī)器人能夠在不同的工作環(huán)境下在相鄰關(guān)節(jié)處進(jìn)行分離，從而可重構(gòu)為兩個(gè)或多個(gè)蛇形機(jī)器人，同理，可以由兩個(gè)或多個(gè)蛇形機(jī)器人可重構(gòu)成一個(gè)蛇形機(jī)器人；

三、本發(fā)明的模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人的相鄰兩個(gè)模塊化關(guān)節(jié)首尾兩端采用圓柱銷以便于不同模塊首尾間連接時(shí)的定位，兩個(gè)圓柱銷呈90°間隔分布保證不同模塊首尾連接時(shí)的唯一固定位置，通過螺母方式實(shí)現(xiàn)不同模塊首尾間連接時(shí)的鎖緊功能；

四、本發(fā)明的模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人的相鄰兩個(gè)模塊化關(guān)節(jié)首尾兩端采用彈簧-觸針方式以便于不同模塊首尾間的電氣連接，提高了蛇形機(jī)器人重構(gòu)時(shí)的不同關(guān)節(jié)模塊間的電氣連接便捷性；

五、本發(fā)明中通過力矩傳感器彈性體和過載保護(hù)塊形成具有過載保護(hù)的力矩傳感器，使本發(fā)明具有力檢測能力，用于測量蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)的輸出力矩，增加了機(jī)器人的力矩感知功能，便于機(jī)器人的力控制，同時(shí)可以避免傳感器因受到較大的作用力而損壞；本發(fā)明通過磁環(huán)和帶有感應(yīng)芯片的位置傳感器電路板及兩者形成的間隙構(gòu)成關(guān)節(jié)位置輸出端傳感器，本發(fā)明基于磁環(huán)和感應(yīng)芯片間的霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)位置的檢測，該傳感器結(jié)構(gòu)緊湊、精度高，增加了機(jī)器人的位置感知能力，便于機(jī)器人的位置控制；

六、本發(fā)明提出的蛇形機(jī)器人的相鄰關(guān)節(jié)通過圓柱銷定位、采用螺母方式鎖緊、通過彈簧-觸針方式實(shí)現(xiàn)電氣連接，不僅提高了蛇形機(jī)器人的快速可重構(gòu)能力，而且提高了蛇形機(jī)器人的可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)立體圖；

圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施方式一中模塊化關(guān)節(jié)的立體圖；

圖3是本發(fā)明的具體實(shí)施方式一中模塊化關(guān)節(jié)的徑向剖面示意圖；

圖4是本發(fā)明的具體實(shí)施方式一中模塊化關(guān)節(jié)的軸向剖面示意圖；

圖5是具體實(shí)施方式四中兩個(gè)圓柱銷15設(shè)置在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：如圖1～5所示，本實(shí)施方式的模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人包括多個(gè)模塊化關(guān)節(jié)首尾相連構(gòu)成，相鄰的兩個(gè)模塊化關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)90°布置，相鄰的兩個(gè)模塊化關(guān)節(jié)通過圓柱銷連接定位且正交設(shè)置，所述模塊化關(guān)節(jié)包括關(guān)節(jié)輸入件、關(guān)節(jié)輸出件、中間軸節(jié)、電機(jī)組件和諧波減速器，所述中間軸節(jié)的兩端分別設(shè)置有關(guān)節(jié)輸入件和關(guān)節(jié)輸出件，所述電機(jī)組件和諧波減速器并列設(shè)置在中間軸節(jié)的內(nèi)部，電機(jī)組件的輸出端與諧波減速器相連接，電機(jī)組件帶動(dòng)諧波減速器轉(zhuǎn)動(dòng)，諧波減速器帶動(dòng)關(guān)節(jié)輸出件執(zhí)行以中間軸節(jié)為軸心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)；關(guān)節(jié)輸入件的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14上分布彈簧觸針，相鄰模塊化關(guān)節(jié)的電氣連接通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14上的彈簧觸針與關(guān)節(jié)輸出件的關(guān)節(jié)控制板34接觸實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的中間軸節(jié)為圓筒形軸節(jié)，本發(fā)明中的電機(jī)組件為直流無刷電機(jī)組件。

相鄰兩個(gè)模塊化關(guān)節(jié)的尾部通過圓柱銷15定位，一個(gè)模塊化關(guān)節(jié)的頭部和相鄰兩個(gè)模塊化關(guān)節(jié)的尾部通過關(guān)節(jié)輸出端螺柱33和關(guān)節(jié)輸入端螺母12配合的方式鎖緊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14上分布彈簧觸針，相鄰模塊化關(guān)節(jié)的電氣連接通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14上的彈簧觸針與關(guān)節(jié)控制板34接觸實(shí)現(xiàn)，能夠在不同的工作環(huán)境下在相鄰關(guān)節(jié)處進(jìn)行分離，從而可重構(gòu)為兩個(gè)或多個(gè)蛇形機(jī)器人，同理，可以由兩個(gè)或多個(gè)蛇形機(jī)器人可重構(gòu)成一個(gè)蛇形機(jī)器人。

具體實(shí)施方式二：如圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施方式電機(jī)組件包括電機(jī)外殼1、電機(jī)定子2、電機(jī)轉(zhuǎn)子3、電機(jī)軸4和電機(jī)端蓋7，電機(jī)外殼1為圓柱形殼體，電機(jī)外殼1設(shè)置在中間軸節(jié)的內(nèi)部，電機(jī)軸4設(shè)置在電機(jī)外殼1的內(nèi)部且其與電機(jī)端蓋7相連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子3套裝在電機(jī)軸4上，電機(jī)定子2套裝電機(jī)轉(zhuǎn)子3外且其固定安裝在電機(jī)外殼1的內(nèi)壁上，電機(jī)外殼1和電機(jī)定子2之間設(shè)置有隔套37。

本實(shí)施方式電機(jī)定子2通過膠粘接的方式固定連接在電機(jī)外殼1上，電機(jī)轉(zhuǎn)子3也通過膠粘接的方式固定連接在電機(jī)軸4上，電機(jī)軸4和第一深溝球軸承5的內(nèi)圈緊密配合，當(dāng)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子3通電時(shí)，由于電機(jī)定子2磁場的作用使得電機(jī)轉(zhuǎn)子3實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：如圖3所示，本實(shí)施方式電機(jī)組件還包括兩個(gè)第一深溝球軸承5和墊片6，電機(jī)軸4通過兩個(gè)第一深溝球軸承5安裝在電機(jī)外殼1內(nèi)，墊片6設(shè)置在電機(jī)端蓋7與第一深溝球軸承5之間。如此設(shè)置，電機(jī)軸4的一端通過一個(gè)深溝球軸承5與電機(jī)外殼1相連接，電機(jī)軸4的另一端通過另一個(gè)深溝球軸承5與電機(jī)端蓋7相連接，電機(jī)端蓋7設(shè)置在中間軸節(jié)的內(nèi)壁上。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式二相同。

具體實(shí)施方式四：如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式關(guān)節(jié)輸入件包括力矩傳感器彈性體8、過載保護(hù)塊9、關(guān)節(jié)輸入端端蓋10、關(guān)節(jié)輸入端第一外殼11、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14、關(guān)節(jié)輸入端第二外殼16和兩個(gè)圓柱銷15，所述關(guān)節(jié)輸入端第一外殼11和關(guān)節(jié)輸入端第二外殼16可拆卸連接在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上且三者的內(nèi)部形成有第一腔體，力矩傳感器彈性體8、過載保護(hù)塊9和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14設(shè)置在第一內(nèi)腔，過載保護(hù)塊9設(shè)置在矩傳感器彈性體8的內(nèi)部，力矩傳感器彈性體8的一端與電機(jī)外殼1相連接，力矩傳感器彈性體8的另一端與關(guān)節(jié)輸入端端蓋10相連接，傳感器彈性體8的兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)應(yīng)變片40。

本實(shí)施方式中傳感器彈性體8豎直設(shè)置，傳感器彈性體8的兩側(cè)粘貼有一個(gè)應(yīng)變片40。兩個(gè)應(yīng)變片40組成一個(gè)惠斯通半橋?；菟雇ò霕蚴峭ㄟ^導(dǎo)線與橋路連接，以達(dá)到補(bǔ)償?shù)男Ч?/p>

本實(shí)施方式中螺釘把過載保護(hù)塊9安裝于力矩傳感器彈性體8的通孔中，過載保護(hù)塊9與力矩傳感器彈性體8的彈性梁之間留有間隙。當(dāng)關(guān)節(jié)受力超過額定值時(shí)，過載保護(hù)塊9和力矩傳感器彈性體8的彈性梁發(fā)生接觸，此時(shí)作用力通過過載保護(hù)塊9進(jìn)行傳遞，從而保證了力矩傳感器彈性體8的彈性梁不會(huì)因?yàn)槭芰^大而發(fā)生損壞，提高了安全性及可靠性。

本實(shí)施方式中關(guān)節(jié)輸入端連接件13為電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14、關(guān)節(jié)輸入端第一外殼11和關(guān)節(jié)輸入端第二外殼16提供支撐位置，電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14、關(guān)節(jié)輸入端第一外殼11和關(guān)節(jié)輸入端第二外殼16均固定安裝在關(guān)節(jié)輸入端連接件13上。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二或三相同。

具體實(shí)施方式五：如圖3所示，本實(shí)施方式關(guān)節(jié)輸入件還包括關(guān)節(jié)輸入端螺母12和關(guān)節(jié)輸入端連接件13，關(guān)節(jié)輸入端連接件13為套體結(jié)構(gòu)，其通過螺紋連接的方式旋擰在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上，關(guān)節(jié)輸入端螺母12通過螺紋連接的方式旋擰在輸入端連接件13上。

本實(shí)施方式通過螺母方式實(shí)現(xiàn)不同模塊首尾間連接時(shí)的鎖緊功能。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式四相同。

具體實(shí)施方式六：如圖3、圖4和圖5所示，本實(shí)施方式關(guān)節(jié)輸入端端蓋10為圓形蓋體，關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上設(shè)置有兩個(gè)圓柱銷15，兩個(gè)圓柱銷15均沿關(guān)節(jié)輸入端端蓋10的軸向方向設(shè)置，每個(gè)圓柱銷15的底部固定連接在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上，每個(gè)圓柱銷15的頂部穿過關(guān)節(jié)輸入端連接件13，兩個(gè)圓柱銷15的中心軸線在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上的投影分別為a點(diǎn)和b點(diǎn)，a點(diǎn)和b點(diǎn)所在半徑在關(guān)節(jié)輸入端端蓋10上形成的圓心角為α，圓心角α為90°。

本實(shí)施方式中關(guān)節(jié)輸入端連接件13和關(guān)節(jié)輸入端端蓋10均為圓形蓋體且二者同軸設(shè)置。兩個(gè)圓柱銷15在關(guān)節(jié)輸入端連接件13上的投影形成的圓心角也為90°。兩個(gè)圓柱銷15的位置設(shè)置能夠確保兩個(gè)相鄰的關(guān)節(jié)之間的有效且相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)械連接，二者呈90°間隔分布能夠保證多個(gè)關(guān)節(jié)首尾連接時(shí)的唯一固定位置。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二、三或五相同。

具體實(shí)施方式七：如圖3、圖4所示，本實(shí)施方式諧波減速器包括剛輪用固定殼17、剛輪18、波發(fā)生器19、柔輪20、柔輪用轉(zhuǎn)接軸21和輸出端端蓋22，所述剛輪用固定殼17設(shè)置在電機(jī)外殼1的一側(cè)且二者相連通，剛輪18和波發(fā)生器19均設(shè)置在剛輪用固定殼17內(nèi)，波發(fā)生器19套裝在電機(jī)軸4上，剛輪18套裝在波發(fā)生器19外且二者間隙設(shè)置，剛輪18的外端面固定連接在剛輪用固定殼17上，所述柔輪20的一端設(shè)置在剛輪18和波發(fā)生器19之間的間隙內(nèi)，柔輪20的另一端通過柔輪用轉(zhuǎn)接軸21與輸出端端蓋22相連接，輸出端端蓋22與關(guān)節(jié)輸出件相連接，輸出端端蓋22固定安裝在關(guān)節(jié)端蓋29的內(nèi)壁上。

本實(shí)施方式中波發(fā)生器19套裝在電機(jī)軸4遠(yuǎn)離電機(jī)端蓋7的一端。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式六相同。

具體實(shí)施方式八：如圖3所示，本實(shí)施方式關(guān)節(jié)輸出端位置傳感器包括磁環(huán)23和位置傳感器電路板28，磁環(huán)23通過階梯圓環(huán)與剛輪用固定殼17的軸向及徑向固定，位置傳感器電路板28固定在輸出端端蓋22上，磁環(huán)23和位置傳感器電路板28之間留有間隙。

本實(shí)施方式中的關(guān)節(jié)輸出端位置傳感器包括磁環(huán)23和位置傳感器電路板28，磁環(huán)23為階梯圓環(huán)式盤體，其階梯圓環(huán)的小外孔用來實(shí)現(xiàn)與剛輪固定殼17的軸向及徑向固定，磁環(huán)23與剛輪固定殼17之間通過膠粘接的方式連接，磁環(huán)23和位置傳感器電路板28之間留有間隙，位置傳感器電路板28有感應(yīng)芯片，利用磁環(huán)23和感應(yīng)芯片間的霍爾效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)輸出端位置的檢測。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二、三、五或七相同。

具體實(shí)施方式九：如圖3所示，本實(shí)施方式關(guān)節(jié)輸出件包括關(guān)節(jié)輸出端殼體27、連接立柱30、關(guān)節(jié)輸出端第一外殼31、關(guān)節(jié)輸出端端蓋32、關(guān)節(jié)輸出端螺柱33、關(guān)節(jié)控制板34、柔性pcb線纜35和關(guān)節(jié)輸出端第二外殼36，所述關(guān)節(jié)輸出端第一外殼31和關(guān)節(jié)輸出端第二外殼36可拆卸連接在關(guān)節(jié)輸出端殼體27上且三者的內(nèi)部形成有第二腔體，所述關(guān)節(jié)輸出端螺柱33位于關(guān)節(jié)輸出端端蓋32的外端面上且其與關(guān)節(jié)輸出端端蓋32螺紋連接，連接立柱30設(shè)置豎直設(shè)置在關(guān)節(jié)輸出端端蓋32和輸出端端蓋22之間，關(guān)節(jié)控制板34和柔性pcb線纜35均設(shè)置在第二腔體內(nèi)，柔性pcb線纜35的一端穿過中間軸節(jié)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14相連接，柔性pcb線纜35的另一端與關(guān)節(jié)控制板34相連接。

本實(shí)施方式中關(guān)節(jié)輸出端殼體27和剛輪固定殼17之間通過鎖緊螺母26、第三深溝球軸承24和相連接，鎖緊螺母26和第三深溝球軸承24依次套裝在剛輪固定殼17外，剛輪固定殼17通過鎖緊螺母26和第三深溝球軸承24與關(guān)節(jié)輸出端殼體27相連接。第三深溝球軸承24為雙軸承，隔圈25設(shè)置在雙軸承的外圈之間，隔圈25的外端面與關(guān)節(jié)輸出端殼體27相貼緊。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式八相同。

具體實(shí)施方式十：如圖3所示，本實(shí)施方式中間軸節(jié)包括關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39，關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39均為圓弧形罩體，關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39水平并列設(shè)置，關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39的兩端均和電機(jī)外殼1固連，關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38和關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39之間設(shè)置有線纜通過口，柔性pcb線纜35位于關(guān)節(jié)第一護(hù)線罩38、關(guān)節(jié)第二護(hù)線罩39、電機(jī)外殼1和關(guān)節(jié)輸出端殼體27之間。

本實(shí)施方式中關(guān)節(jié)輸入件的外形和關(guān)節(jié)輸出件的外形設(shè)置是為了更好配合中間軸節(jié)實(shí)現(xiàn)中間軸節(jié)為軸心的±90°的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。從而增強(qiáng)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)靈活性。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二、三、五、七或九相同。

工作原理：

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，電機(jī)定子2通過膠粘接的方式固定連接在電機(jī)外殼1上，電機(jī)轉(zhuǎn)子3也通過膠粘接的方式固定連接在電機(jī)軸4上，電機(jī)軸4和第一深溝球軸承5的內(nèi)圈緊密配合，當(dāng)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子3通電時(shí)，由于電機(jī)定子2磁場的作用使得電機(jī)轉(zhuǎn)子3實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

諧波減速器包括剛輪18、波發(fā)生器19和柔輪20，剛輪18通過膠粘接的方式固定連接在剛輪固定殼17上，剛輪固定殼17和電機(jī)外殼1通過螺釘進(jìn)行連接，通過螺母將波發(fā)生器19固定在電機(jī)軸4上，柔輪20通過柔輪轉(zhuǎn)接軸21和輸出端端蓋22采用螺釘進(jìn)行連接；

關(guān)節(jié)輸出端殼體27通過螺釘連接的方式與輸出端端蓋22固定連接，關(guān)節(jié)輸出端殼體27和第三深溝球軸承24的外圈配合，剛輪固定殼17和第三深溝球軸承24的內(nèi)圈配合，通過鎖緊螺母26和隔圈25把剛輪固定殼17、第三溝球軸承24和關(guān)節(jié)輸出端殼體27固定連接制為一體；

當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)波發(fā)生器19轉(zhuǎn)動(dòng)，由于剛輪18固定，柔輪20作為從動(dòng)輪，使得柔輪轉(zhuǎn)接軸21、輸出端端蓋22和關(guān)節(jié)輸出端殼體27同步運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，極限運(yùn)動(dòng)范圍為±90°。