本发明涉及机器人关节，具体是一种高性能摆线关节。
背景技术：
1、关节作为机器人的执行元件，它将所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度并经过减速器后输出。机器人的每个关节运动都依赖关节驱动，以实现多自由度的运动。现阶段关节电机多采用行星减速器，它结构紧凑、减速比大、传动效率高。
2、但是人形机器人需要体积更小且运行稳定的减速器，来实现机器人关节在较大负载下的灵活运动。相较于传统的行星减速器，摆线减速器具有高精度、高效率、运行稳定和使用寿命长等优点，而且结构紧凑体积小，由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其机型获得尽可能小的尺寸，更适合作为人形机器人的关节。
3、然而，现阶段关节对摆线减速器的集成度和控制精度不高，在受到外部冲击时易造成摆线减速器的损坏，并且传统的摆线减速器通过摆线齿轮直接传递输出轴，产生较强的滑动摩擦，传动效率有待进一步提升。此外，人形机器人的自由度普遍很高，相应的关节数量就多，这也给现阶段关节的走线造成了难题。
技术实现思路
1、为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种高性能摆线关节，其将无框力矩电机与摆线减速器进行集成与优化，通过滚针轴承结构将滑动摩擦转化为滚动摩擦，提高传动效率，通过中心筒实现关节内部走线，输入和输出编码器提高了控制精度，同时具有很好的透明性，受冲击时能够将力传递到电机部分以降低减速器损坏的风险。
2、为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种高性能摆线关节，包括壳体部分、输出传动部分、摆线减速器、无框力矩电机以及pcb板；
3、所述壳体部分包括齿针外壳、首端盖和末端盖，所述齿针外壳为圆筒型结构，所述首端盖和所述末端盖为环形结构并分别固定在齿针外壳的首末两端；
4、所述无框力矩电机包括定子和转子，所述定子同轴限位插装在齿针外壳末端内部，所述转子同轴间隙配合设置在定子内部；
5、所述摆线减速器安装在齿针外壳首端内部，包括偏心轴、两个摆线齿轮、多个输出销轴和多个圆柱销，所述偏心轴直接与转子联接传动，所述两个摆线齿轮与偏心轴之间分别设置一周滚针，所述多个输出销轴沿周向均匀插装在输出盘与销轴固定盘之间，输出销轴中间段套装第一滚针轴承并穿过两个摆线齿轮对应设置的轴承穿孔，所述多个圆柱销沿周向均匀插装在首端盖与齿针外壳内壁中间预制凸环之间，圆柱销中间段套装第二滚针轴承并与两个摆线齿轮的齿廓接触配合；
6、所述输出传动部分包括输出盘、中心筒和销轴固定盘，所述中心筒同轴布置在齿针外壳内部，偏心轴中空设置套装在中心筒前半段，中心筒后半段伸入转子的中心孔内并与其转动连接，所述输出盘转动安装在首端盖的内孔中，中心筒首端经输出盘中心预设的通孔伸出并与其连接固定，所述销轴固定盘中心预设通孔与偏心轴外壁末端通过轴承连接支承；
7、所述pcb板内侧连接有输入编码器磁环和输出编码器磁环，中心筒末端固定输出轴套连接所述输出编码器磁环实时测量输出盘的转速，转子末端固定输入轴套连接所述输入编码器磁环实时测量转子的转速。
8、进一步的，所述齿针外壳外壁末端设置散热片为无框力矩电机进行散热。
9、进一步的，所述输入编码器磁环环套在所述输出编码器磁环外部。
10、进一步的，所述两个摆线齿轮转动过程中相位相差180°。
11、进一步的，所述定子内侧端通过齿针外壳内壁对应位置预制的阶梯面进行限位，定子外侧端边缘设置环形槽并套装一个支撑环，所述支撑环通过末端盖压装限位。
12、进一步的，所述转子与所述末端盖的内孔之间、所述偏心轴外壁首端与所述输出盘之间和所述销轴固定盘外侧与所述齿针外壳内壁中间预制凸环之间分分别设置轴承进行连接支承。
13、进一步的，在所述偏心轴和与输出盘连接支承的轴承之间设置轴间隔圈。
14、进一步的，所述两个摆线齿轮之间设置内隔圈，两个摆线齿轮与输出盘和销轴固定盘之间分别设置外隔圈。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16、1、本发明将无框力矩电机、摆线减速器、pcb板进行了集成与优化，结构紧凑，通过中心筒实现关节内部走线，使线路可从关节首端走出，解决了在人形机器人关节处的走线问题，在完成基本运动功能的同时，更加方便应用到人形机器人中；
17、3、本发明将输入和输出编码器同时设置在关节末端的pcb板内侧，通过分别测量电机输入转速和经过摆线减速器减速后的输出转速，可实现高精度位置控制，并且编码器的这种布置形式使pcb板留有更多空间可以配置其它传感器等设备；
18、4、本发明关节中的摆线减速器通过在摆线齿轮的接触部分全部用滚针轴承结构代替，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，能够减小磨损，且运行更加平稳，与传统摆线减速器相比有更高的效率；
19、5、本发明关节的结构形式具有很好的透明性，当关节的输出盘受到外界冲击时能够将力传递到无框力矩电机部分，降低摆线减速器损坏的风险。
1.一种高性能摆线关节，其特征在于：包括壳体部分、输出传动部分、摆线减速器(2)、无框力矩电机(3)以及pcb板(4)；
2.根据权利要求1所述的一种高性能摆线关节，其特征在于：所述齿针外壳(17)外壁末端设置散热片为无框力矩电机(3)进行散热。
3.根据权利要求1或2所述的一种高性能摆线关节，其特征在于：所述输入编码器磁环(41)环套在所述输出编码器磁环(42)外部。
4.根据权利要求1所述的一种高性能摆线关节，其特征在于：所述两个摆线齿轮转动过程中相位相差180°。
5.根据权利要求1所述的一种高性能摆线关节，其特征在于：所述定子(31)内侧端通过齿针外壳(17)内壁对应位置预制的阶梯面进行限位，定子(31)外侧端边缘设置环形槽并套装一个支撑环(33)，所述支撑环(33)通过末端盖(35)压装限位。
6.根据权利要求1所述的一种高性能摆线关节，其特征在于：所述转子(32)与所述末端盖(35)的内孔之间、所述偏心轴(201)外壁首端与所述输出盘(11)之间和所述销轴固定盘(13)外侧与所述齿针外壳(17)内壁中间预制凸环之间分分别设置轴承进行连接支承。
7.根据权利要求6所述的一种高性能摆线关节，其特征在于：在所述偏心轴(201)和与输出盘(11)连接支承的轴承之间设置轴间隔圈(207)。
8.根据权利要求1所述的一种高性能摆线关节，其特征在于：所述两个摆线齿轮之间设置内隔圈(209)，两个摆线齿轮与输出盘(11)和销轴固定盘(13)之间分别设置外隔圈(208)。
