103、连接外壳Z104、静块外壳二 105、动块外壳二 106、动块外壳端盖二 107、滑动内壳108、连接外壳端盖Z109、谐波减速器一 201、电机驱动单元一 202、编码器X203、制动器X204、支架一 205、离合器X206、电机轴一207、旋转式磁流变阻尼器X208、旋转轴X209、连接板X210、扭簧机构211、制动器一 212、制动器支架一 213、旋转式磁流变阻尼器Z301、编码器Z302、制动器三303、扭簧机构Z304、连接轴Z305、角接触轴承306、连接板Y401、旋转式磁流变阻尼器Y402、离合器Y403、制动器Y404、旋转轴Y405、支架二 406、编码器Y407、电机驱动单元二 408、谐波减速器二 409、电机轴二 410、扭簧机构411、制动器二 412、制动器支架二 413、支座501、直线式磁流变阻尼器502、线位移传感器503、导向杆504、滑轨一 505、滑轨二 506、滑轨三507、滑轨四508、电磁制动滑块一 509、滑块二 510、滑块三511、滑块四512、弹簧机构513。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图1?5对本发明做进一步详细说明:
[0028]本发明节包括驱动传动机构、阻尼组件以及传感部件三部分。
[0029]所述的驱动传动机构主要包括由电机驱动单元一 202、电机驱动单元二 408、制动器X204、制动器Y404、制动器一 212、制动器二 412、电机轴一 207、电机轴二 410、谐波减速器一 201、谐波减速器二 409、动块外壳一 101、动块外壳二 106、静块外壳一 103、静块外壳二105、动块外壳端盖一 102、动块外壳端盖二 107、支架一 205、支架二 406、制动器支架一213、制动器支架二 413组成的机械机构；阻尼组件包括由直线式磁流变阻尼器502、弹簧机构513、滑轨一 505、滑轨二 506、滑轨三507、滑轨四508、电磁制动滑块一 509、滑块二 510、滑块三511、滑块四512、滑动内壳108和支座501组成的直线阻尼组件，由旋转式磁流变阻尼器X208、旋转式磁流变阻尼器Y402、旋转式磁流变阻尼器Z301、扭簧机构X211、扭簧机构Y411、扭簧机构Z304、旋转轴X209、旋转轴Y405、连接轴Z305、离合器X206、离合器Y403、制动器Z303、连接板X210、连接板Y401、连接外壳Z104、连接外壳端盖Z109组成的旋转阻尼组件；传感部件由线位移传感器503、编码器X203、编码器Y407和编码器Z302组成。
[0030]制动器X204固定于支架一 205 ;所述的电机驱动单元一 202、支架一 205固定在静块外壳一 103上；所述的制动器一 212固定于制动器支架一 213上，该制动器支架一 213固定于动块外壳一 101上；所述的谐波减速器一 201、制动器212、电机驱动单元一 202、制动器X204通过电机轴一 207串联组合；所述的制动器Y404固定于支架二 406上；所述的电机驱动单元二 408、支架二 406固定在静块外壳一 103上；所述的制动器二 412固定于制动器支架二 413上，该制动器支架二 413固定于动块外壳二 106上；所述的谐波减速器二 409、制动器二 412、电机驱动单元二 408、制动器Y404通过电机轴二 410串联组合。所述的滑轨一 505、滑轨二 506、滑轨三507和滑轨四508对称式分布且固定于动块外壳二 106上；与所述各滑轨对应的电磁制动滑块一 509、滑块二 510、滑块三511和滑块四512设置于滑动内壳108上；通过滑轨一 505、滑轨二 506、滑轨三507和滑轨四508、电磁制动滑块一 509、滑块二 510、滑块三511和滑块四512使滑动内壳108和动块外壳二 106之间发生相对滑动，并通过电磁控制该相对滑动处于自由滑动模式或锁定模式。
[0031]所述的直线式磁流变阻尼器502、线位移传感器503的基体固定于支座501上，所述的支座501固定于动块外壳二 106上；所述的直线式磁流变阻尼器502的导向杆504、线位移传感器的导杆固定于滑动内壳108上；所述的旋转式磁流变阻尼器X208的基体安装在一连接板X210上，旋转式磁流变阻尼器X的轴为旋转轴X209，编码器X203的基体固定在静块外壳一 103的端部上，旋转式磁流变阻尼器Y402的基体固定在连接板Y401上，旋转式磁流变阻尼器Y的轴为旋转轴Y405，编码器Y407的基体固定在静块外壳二 105的端部上；旋转式磁流变阻尼器Z301的基体固定在连接板X210上，编码器Z302、制动器Z303的基体固定在静块外壳一 103上，旋转式磁流变阻尼器Z301的轴是连接轴Z305 ;所述的旋转阻尼组件中的离合器X206的基体固定在支架一 205上，支架一 205固定在静块外壳一 103上，离合器Y403的基体固定在支架二 406上，支架二 406固定在静块外壳二 105上；所述的连接外壳Z104与静块外壳一 103固定，连接轴Z302与静块外壳二 105固定，连接轴Z302和连接外壳Z104之间通过角接触轴承连接，实现相对转动。
[0032]在执行运动规划任务时，电磁制动滑块一 509和制动器Z303均处于锁定状态，使得动块外壳二 106和滑动内壳108、连接外壳Z104和连接轴Z305之间保持相对固定；各磁流变阻尼器处于掉电自由状态；离合器X206和离合器Y403处于分离状态；制动器一 212和制动器二 412处于解除状态；电机驱动单元一 202经电机轴一 207转动传递至谐波减速器一201，经谐波减速器一 201减速后的输出轴连接至动块外壳端盖一 102，动块外壳端盖一102与动块外壳一 101固定，因此关节整体可随电机驱动单元一 202的转动发生俯仰运动，且此运动范围为±180° ;同理，电机驱动单元二 408经电机轴二 410转动传递至谐波减速器二 409，经谐波减速器二 409减速后的输出轴连接至动块外壳端盖二 107，动块外壳端盖二107与动块外壳二 106固定，因此关节整体可随电机驱动单元二 408的转动发生偏航运动，且此运动范围为±180°。
[0033]在执行接触任务时，本发明通过在刚性传动机构和阻尼组件之间设计的耦合部件一离合器、制动器和电磁制动滑块，实现四个阻尼组件对接触过程中动量进行卸载。将本发明关节放置于空间笛卡尔坐标系中，关节的俯仰和偏航两个方向分别作为X和Y轴；接触过程中，X、Y、Z旋转方向的动量被三个旋转阻尼组件卸载，Z轴直线的动量被直线阻尼组件卸载，X、Y轴直线方向的动量通过机械机构的传递，被旋转阻尼组件卸载，因此关节实现空间六维的动量卸载。具体到每一个方向的动量卸载实施原理如下:关节末端受到X轴旋转方向的动量冲击时，离合器Χ206处于闭合状态，制动器Χ204处于解除状态，制动器一 212处于制动状态，角动量使电机轴一 207与静块壳体一 103发生相对转动，因而扭簧机构Χ211对冲击转动起到被动缓冲作用，同时编码器X203监测运动变量，并将变量传输给控制器，由设计的目标控制算法和旋转式磁流变阻尼器X208构成半主动控制器，目标控制算法根据运动变量计算出缓冲碰撞的期望阻尼力矩，再由旋转式磁流变阻尼器X208通过电磁控制输出相应阻尼力矩，从而实现X轴旋转方向对冲击角动量的卸载控制。关节末端受到Y轴旋转方向的动量冲击时，和X轴旋转方向完成角动量的卸载控制相同的原理，离合器Y403处于闭合状态，制动器Y404处于解除状态，制动器二 412处于制动状态，角动量使电机轴二410与静块壳体二 105发生相对转动，因而扭簧机构Y411对冲击转动起到被动缓冲作用，编码器Y407监测运动变量，并将变量传输给控制器，由设计的目标控制算法和旋转式磁流变阻尼器Y402构成半主动控制器，目标控制算法根据运动变量计