CN210678771U - 关节结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于类人形服务机器人技术领域，涉及关节结构及具有该关节结构的机器人。关节结构采用了电机组件、减速机、力矩传感器及驱动电路板组件，电机外壳作为固定端，驱动电路板组件控制电机组件工作，电机组件的电机轴将动力输出至减速机，让输出件输出转动。力矩传感器设于电机外壳与减速机之间，输出件的所受力矩经过减速机作用于力矩传感器，力矩传感器的检测力矩就是输出件的所受力矩，检测时无需考虑中间传动环节，更加准确、可靠、有效，确保系统刚度与稳定性。该关节结构具有通用性强、集成度高、结构设计模块化特点。将上述关节结构应用于机器人，在各关节处实现力矩反馈，可以实现更精确的力控效果，确保系统刚度与稳定性。

Description

关节结构及机器人

技术领域

本实用新型属于类人形服务机器人技术领域，涉及关节结构及具有该关节结构的机器人。

背景技术

在机器人领域，具有力感知的机器人相对于单纯的位置控制的机器人更具有优势：比如协作机械臂与人共同完成一项任务，发生碰触即刻停止，保证人员安全；力控模式也允许机器人去做更精细的工作，比如表面打磨、去毛刺及柔性装配等；也可以实现拖动示教，极大缩短开发周期；当然更重要的是力控可以优化机器人的运动状态。

目前通常在机械臂末端安装六维力/力矩传感器，来直接获取外界环境作用力，但无法做全身的力检测。关节力反馈主要有电流检测、串联弹性驱动器(SEA)及力传感器等方法。电流检测法局限在关节传动环节的摩擦模型的复杂性，由于不同的传动机构的反驱特性差异较大，所以并不能准确地建立电机电流与关节输出力矩的关系；而SEA方法由于在传动系中引入弹性环节，使得系统刚度下降，加大了控制难度，甚至会影响系统稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种关节结构，以解决现有关节结构不能准确地建立电机电流与关节输出力矩的关系、系统刚度下降且影响系统稳定性的技术问题。

本实用新型实施例提供一种关节结构，包括：

输出件；

用于提供动力的电机组件，其包括电机外壳及转动安装于所述电机外壳上的电机轴；

连接于所述电机轴与所述输出件之间的减速机；

用于检测所述输出件的所受力矩的力矩传感器，其设于所述电机外壳与所述减速机之间；以及

与所述电机组件电连接的驱动电路板组件，所述驱动电路板组件安装于所述电机外壳上。

可选地，所述输出件为中空管，所述电机轴为空心轴，所述中空管穿过所述空心轴内部。

可选地，所述电机外壳固定连接有后盖，所述输出件的其中一端固定于所述减速机的输出端，所述输出件的另外一端支承于所述后盖。

可选地，所述电机组件还包括固定在所述电机外壳中的电机定子、固定在所述电机轴上且与所述电机定子配合的电机转子，以及安装于所述电机外壳的电机端盖，所述电机轴的其中一端通过第一轴承支承于所述电机外壳，所述电机轴的另外一端通过第二轴承支承于所述电机端盖。

可选地，所述减速机为谐波减速机、蜗轮蜗杆减速机、行星减速机或者摆线针减速机的任意一种。

可选地，所述减速机为谐波减速机，所述谐波减速机包括具有内齿圈的刚轮、由所述电机组件驱动的波发生器，以及具有筒状部与环形部的柔轮，所述环形部于所述筒状部的一端边缘延伸形成，所述筒状部套接于所述波发生器的外部，所述筒状部的外侧面设有与所述内齿圈相啮合的外齿圈；所述谐波减速机还包括用于将所述刚轮支承于所述环形部的支承轴承；所述刚轮作为所述谐波减速机的输出端。

可选地，所述力矩传感器包括基板及安装于所述基板的感应元件；所述基板包括内环部、位于所述内环部以外的外环部，以及连接于所述内环部与所述外环部之间的敏感梁，所述感应元件安装于所述敏感梁；所述内环部固定于所述电机外壳，所述外环部固定于所述减速机。

可选地，所述基板周向分布有至少两条贯通槽，所述贯通槽包括弧形通槽及两条分别连通于所述弧形通槽的两端的径向通槽，所述基板上相邻两条所述贯通槽中相靠近的两条所述径向通槽之间的区域形成所述敏感梁。

可选地，所述力矩传感器为应变片型力矩传感器、磁弹性型力矩传感器、光电型力矩传感器或者电容型力矩传感器。

可选地，所述驱动电路板组件设在所述电机外壳背离于所述力矩传感器处，所述力矩传感器的线缆穿过所述电机外壳后电连接于所述驱动电路板组件。

可选地，所述关节结构还包括用于检测所述电机轴的转动位置的电机端位置反馈组件和/或用于检测所述输出件的转动位置的输出端位置反馈组件。

可选地，所述电机端位置反馈组件与所述输出端位置反馈组件相同或不同，分别为光电式编码器、磁式编码器、电容式编码器、旋转变压器、电位计中的其中一种。

可选地，所述驱动电路板组件包括与所述电机外壳间隔设置的驱动板、设于所述驱动板与所述电机外壳之间且用于防止电磁干扰的电路保护板、连接于所述电机外壳与所述电路保护板之间的支撑柱，以及连接于所述驱动板与所述电路保护板之间的绝缘柱。

本实用新型提供的关节结构中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：关节结构采用了电机组件、减速机、力矩传感器及驱动电路板组件，电机外壳作为固定端，驱动电路板组件控制电机组件工作，电机组件的电机轴将动力输出至减速机，让输出件输出转动。力矩传感器设于电机外壳与减速机之间，输出件的所受力矩经过减速机作用于力矩传感器，力矩传感器的检测力矩就是输出件的所受力矩，检测时无需考虑中间传动环节，更加准确、可靠、有效，确保系统刚度与稳定性。该关节结构具有通用性强、集成度高、结构设计模块化特点，避免了采用现有电流检测法时关节传动环节的摩擦模型的复杂性，从而能够准确地建立电机电流与关节输出力矩的关系，还避免了采用现有SEA方法引入弹性环节使得系统刚度下降的情况。

本实用新型实施例提供一种机器人，包括上述的关节结构。

本实用新型提供的机器人中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：将上述关节结构应用于机器人，在各关节处实现力矩反馈，可以实现更精确的力控效果，确保系统刚度与稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的关节结构的侧视图；

图2为图1的关节结构的沿A-A线的剖视图；

图3为图2的关节结构中应用的电机组件的侧视图；

图4为图3的电机组件的沿B-B线的剖视图；

图5为图2的关节结构中应用的电机组件与电机端位置反馈组件的立体分解图；

图6为图2的关节结构中应用的减速机的剖视图；

图7为图6的减速机的立体分解图；

图8为图2的关节结构中应用的力矩传感器的主视图；

图9为图2的关节结构中应用的驱动电路板组件的立体分解图；

图10为图2的关节结构中应用的输出端位置反馈组件的立体分解图；

图11为本实用新型实施例提供的机器人的立体结构图；

图12为本实用新型另一实施例提供的机器人的立体结构图

图13为本实用新型另一实施例提供的机器人的立体结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

请参阅图1及图2，本实用新型实施例提供一种关节结构，可应用于机器人的关节处或其它装置关节连接处，能驱动关节转动，并实现关节处的力矩检测。关节结构包括输出件10、电机组件20、减速机30、力矩传感器40、驱动电路板组件50。电机组件20用于提供动力，电机组件20包括电机外壳21及转动安装于电机外壳21上的电机轴22。减速机30连接于电机轴22与输出件10之间，用于将电机组件20的动力转换给减速机30，并使减速机30的输出端低速旋转、大力矩输出。力矩传感器40用于检测输出件10的所受力矩，力矩传感器40设于电机外壳21与减速机30之间。驱动电路板组件50与电机组件20电连接，用于控制电机组件20工作，驱动电路板组件50安装于电机外壳21上。

关节结构采用了电机组件20、减速机30、力矩传感器40及驱动电路板组件50，电机外壳21作为固定端，驱动电路板组件50控制电机组件20工作，电机组件20的电机轴22将动力输出至减速机30，让输出件10输出转动。力矩传感器40设于电机外壳21与减速机30之间，输出件10的所受力矩经过减速机30作用于力矩传感器40，力矩传感器40的检测力矩就是输出件10的所受力矩，检测时无需考虑中间传动环节，更加准确、可靠、有效，确保系统刚度与稳定性。该关节结构具有通用性强、集成度高、结构设计模块化特点，避免了采用现有电流检测法时关节传动环节的摩擦模型的复杂性，从而能够准确地建立电机电流与关节输出力矩的关系，还避免了采用现有SEA方法引入弹性环节使得系统刚度下降的情况。

具体地，力矩传感器40检测的力矩是绕垂直于输出件10转动轴线的方向的力矩，输出件10、减速机30与力矩传感器40依次连接，输出件10的所受力矩经过减速机30作用于力矩传感器40，力矩传感器40的检测力矩就是输出件10的所受力矩。

请同时参阅图3至图5，在本实用新型另一实施例中，电机外壳21具有安装凸缘211，安装凸缘211设有安装孔2111，便于将电机外壳21通过紧固件安装于一个结构件上。

请参阅图1、图2，在本实用新型另一实施例中，输出件10为中空管，电机轴22为空心轴，中空管穿过空心轴内部。采用中空管作为输出件10而且输出件10穿过空心轴的方式，便于在中空管内穿设线缆或其它物件。

在本实用新型另一实施例中，中空管靠近于减速机30的一端向外延伸形成连接环11，用于与减速机30的输出端连接，容易装配。具体地，减速机30的输出端可以通过紧固件固定于中空管的连接环11。

在本实用新型另一实施例中，电机外壳21固定连接有后盖60，输出件10的其中一端固定于减速机30的输出端，输出件10的另外一端支承于后盖60。该结构容易装配，可以在后盖60内布置其它器件以对其进行保护，并让整体形成一个模块化结构，进而便于将关节结构应用于机器人的关节处。进一步地，驱动电路板组件50与下述的电机端位置反馈组件70、输出端位置反馈组件80可以安装于后盖60内，容易装配，结构紧凑。具体地，后盖60可以固定于下述的电机端盖25，容易装配。输出件10的一端通过轴承61支承于后盖60，降低输出件10与后盖60间的摩擦力。

请参阅图2至图5，在本实用新型另一实施例中，电机组件20还包括固定在电机外壳21中的电机定子23、固定在电机轴22上且与电机定子23配合的电机转子24，以及安装于电机外壳21的电机端盖25，电机轴22的其中一端通过第一轴承26支承于电机外壳21，电机轴22的另外一端通过第二轴承27支承于电机端盖25。该结构容易装配，让电机组件20形成一个独立部件。当电机定子23有电压输入时，电机转子24带动电机轴22转动。具体地，第一轴承26与第二轴承27可以为滚动轴承，降低电机轴22与电机外壳21、电机端盖25间的摩擦力。具体地，电机端盖25设有安装槽251以安装O型橡胶圈28，O型橡胶圈28套设于第二轴承27的外圈外，实现径向限位。

在本实用新型另一实施例中，电机组件20可以为分体式电机、永磁同步电机、直流无刷电机或其它电机，只要能输出动力即可，按需选用。

在本实用新型另一实施例中，减速机30为谐波减速机、蜗轮蜗杆减速机、行星减速机或者摆线针减速机的任意一种。上述减速机均能实现低速旋转大力矩输出，具体按需设置。

请参阅图2、图6、图7，在本实用新型另一实施例中，减速机30为谐波减速机30，谐波减速机30包括具有内齿圈311的刚轮31、由电机组件20驱动的波发生器32，以及具有筒状部331与环形部332的柔轮33，环形部332于筒状部331的一端边缘延伸形成，筒状部331套接于波发生器32的外部，筒状部331的外侧面设有与内齿圈311相啮合的外齿圈3311；谐波减速机30还包括用于将刚轮31支承于环形部332的支承轴承34；刚轮31作为谐波减速机30的输出端。谐波减速机30具有结构简单紧凑、装配方便、高减速比、体积小、传动精度高的优点。电机组件20驱动波发生器32进行高速小力矩旋转，在波发生器32的作用下，柔轮33产生强制变形，柔轮33筒状部331的外齿圈3311与刚轮31的内齿圈311啮合传动，通过刚轮31连接于输出件10进行低速旋转大力矩输出。

在本实用新型另一实施例中，环形部332于筒状部331的一端边缘向外延伸形成，该结构容易成型，便于将刚轮31通过支承轴承34支承于环形部332。具体地，支承轴承34处设有油封343，避免润滑油漏出。

在本实用新型另一实施例中，波发生器32包括凸轮321及设于凸轮321外的柔性轴承322，凸轮321由电机组件20驱动转动，柔性轴承322连接于筒状部331的内侧面。凸轮321的径向长度不同，柔性轴承322设于筒状部331与凸轮321之间。具体地，在波发生器32的作用下，柔轮33柔性变形，柔轮33长轴两端与刚轮31完全啮合，柔轮33短轴两端与刚轮31完全脱开，当波发生器32转一圈时，柔轮33往相反方向转动两个齿，从而实现了较大的减速比。

请参阅图2，在本实用新型另一实施例中，电机轴22与波发生器32之间通过延长轴221连接，延长轴221的一端固定连接于电机轴22，另一端与波发生器32固定连接，该方案容易加工与装配，便于电机组件20的动力由延长轴221传递至波发生器32，使谐波减速机30工作。延长轴221为空心轴，便于输出件10的穿过。具体地，延长轴221与电机轴22之间可以通过紧固件91固定连接，容易装配，连接牢固。

在本实用新型另一实施例中，谐波减速机30的结构形式包括但不限于标准型、扁平型、中空型、礼帽型及三组件等，这些均属于现有技术，具体结构按需设置。

请参阅图2、图8，在本实用新型另一实施例中，力矩传感器40包括基板41及安装于基板41的感应元件(图未示)；基板41包括内环部411、位于内环部411以外的外环部412，以及连接于内环部411与外环部412之间的敏感梁413，感应元件安装于敏感梁413；内环部411固定于电机外壳21，外环部412固定于减速机30。该方案能实现输出件10的所受力矩的检测。基板41内环部411固定于电机外壳21，而基板41外环部412固定于减速机30与输出件10，输出件10的所受力矩经过减速机30作用于力矩传感器40的敏感梁413，敏感梁413上的感应元件将会检测变形，获知感应元件的电信号即可转换为力矩值，力矩传感器40的检测力矩就是输出件10的所受力矩。具体地，感应元件可以为应变片，将应变片贴设于基板41的敏感梁413，可检测出敏感梁413的变形，进而转换为所受力矩。

进一步地，电机外壳21与基板41内环部411可通过紧固件92固定连接。在采用谐波减速机30时，支承轴承34外圈342、柔轮33环形部332与基板41外环部412固定连接，具体可采用紧固件93连接三者。支承轴承34内圈341、刚轮31与输出件10连接环11固定连接，同样可采用紧固件连接三者。

在本实用新型另一实施例中，基板41上均布有至少四个敏感梁413，便于布置多个感应元件，以精确检测敏感梁413的变形量进而转换得到精确的力矩。

请参阅图8，在本实用新型另一实施例中，基板41周向分布有至少两条贯通槽414，贯通槽414包括弧形通槽4141及两条分别连通于弧形通槽4141的两端的径向通槽4142，基板41上相邻两条贯通槽414中相靠近的两条径向通槽4142之间的区域形成敏感梁413。该结构容易加工，形成内环部411、外环部412与敏感梁413的结构，弧形通槽4141以内环部411中心为圆心延伸设置，通过在敏感梁413处贴设感应元件以检测敏感梁413变形进而得到力矩，便于检测敏感梁413变形。进一步地，径向通槽4142于弧形通槽4141的端部向内环部411中心延伸设置，该结构容易成型，便于形成内环部411、外环部412与敏感梁413的结构。

在本实用新型另一实施例中，力矩传感器40可以为应变片型力矩传感器、磁弹性型力矩传感器、光电型力矩传感器或者电容型力矩传感器或其它力矩传感器。上述力矩传感器均属于现有技术，能实现力矩检测，按需设置。

请参阅图2、图4、图5，在本实用新型另一实施例中，驱动电路板组件50设在电机外壳21背离于力矩传感器40处，力矩传感器40的线缆穿过电机外壳21后电连接于驱动电路板组件50。实现力矩传感器40的力矩信号反馈，实现线缆的保护。具体地，电机外壳21设有供线缆穿过的走线槽212，便于线缆装配。进一步地，线缆穿过电机外壳21后还要穿过电机端盖25再与驱动电路板组件50的驱动板51连接，便于线缆连接。

请参阅图2至图5，在本实用新型另一实施例中，关节结构还包括用于检测电机轴22的转动位置的电机端位置反馈组件70。通过检测电机轴22的转动位置，并反馈至驱动电路板组件50，以控制电机组件20以精确的低速旋转大力矩输出。具体地，电机端位置反馈组件70可以为多圈增量式编码器，能精确检测电机轴22的转动位置。

在本实用新型另一实施例中，电机端位置反馈组件70包括设于电机端盖25的电机编码器读数头71、及固定于电机轴22的电机编码器光栅72，电机编码器读数头71具有发射端与接收端，电机编码器光栅72位于两者之间，电机编码器读数头71与电机编码器光栅72配合，实现电机位置反馈。电机编码器为中空式的，便于输出件10穿过。

请参阅图2、图10，在本实用新型另一实施例中，关节结构还包括用于检测输出件10的转动位置的输出端位置反馈组件80。通过检测输出件10的转动位置，并反馈至驱动电路板组件50，以控制电机组件20以精确的低速旋转大力矩输出。具体地，输出端位置反馈组件80可以采用单圈绝对式编码器，能精确检测输出件10的转动位置。

在本实用新型另一实施例中，同时采用电机端位置反馈组件70与输出端位置反馈组件80时，形成双反馈，能更精确控制电机组件20工作。

在本实用新型另一实施例中，输出端位置反馈组件80包括与输出件10同步转动的安装座81、安装于安装座81的第一位置反馈元件82、固定于电机外壳21的支座83、及安装于支座83且用于与第一位置反馈元件82配合以检测输出件10的位置的第二位置反馈元件84。该方案容易装配，能实现输出件10的转动位置检测。当输出件10旋转时，带动第二位置反馈元件84旋转，第一位置反馈元件82与第二位置反馈元件84配合实现关节位置反馈。具体地，支座83呈弧形，支座83具有若干连接柱831，呈弧形的电路板85安装于连接柱831上，第二位置反馈元件84安装于电路板85，第一位置反馈元件82与第二位置反馈元件84间隔设置以实现转动位置感应。支座83固定连接于电机端盖25上，容易装配，结构紧凑。

在本实用新型另一实施例中，第一位置反馈元件82可以为磁环，第二位置反馈元件84为编码器处理电路，用于感应磁环的磁场变化以检测转动位置。

在本实用新型另一实施例中，电机端位置反馈组件70与输出端位置反馈组件80相同或不同，分别为光电式编码器、磁式编码器、电容式编码器、旋转变压器、电位计中的其中一种。上述元器件均属于现有技术，能实现角度位置的检测，按需设置。

请参阅图2、图9，在本实用新型另一实施例中，驱动电路板组件50包括与电机外壳21间隔设置的驱动板51、设于驱动板51与电机外壳21之间且用于防止电磁干扰的电路保护板52、连接于电机外壳21与电路保护板52之间的支撑柱53，以及连接于驱动板51与电路保护板52之间的绝缘柱54。该方案容易装配，能确保驱动板51能正常工作以控制电机组件20工作并接收反馈信号。电路保护板52的作用是保护驱动板51并防止电磁干扰。绝缘柱54用于实现电机组件20与驱动板51之间绝缘。具体地，绝缘柱54可以为尼龙柱。支撑柱53连接于电机端盖25与电路保护板52之间，容易装配。支撑柱53可以为铜柱。驱动电路板组件50为中空结构，以实现关节整体的中空走线。进一步地，支撑柱53与绝缘柱54的数量相等，支撑柱53与绝缘柱54沿周向设于电路保护板52的两侧，容易装配，连接牢固。

在本实用新型另一实施例中，提供一种机器人，包括上述的关节结构。将上述关节结构应用于机器人，在各关节处实现力矩反馈，可以实现更精确的力控效果，确保系统刚度与稳定性。

具体地，机器人可以为多自由度机械臂、腿足式机器人、轮式机器人等。只要是具有关节的机器人均适用上述关节结构。

请参阅图11，在本实用新型另一实施例中，机器人为六自由度机械臂200，上述关节结构作为机械臂的各个关节来集成应用。

请参阅图12，在本实用新型另一实施例中，机器人为人形机器人300，上述关节结构作为人形机器人300的关节来集成应用，包括但不限于腿部的踝关节、膝关节、髋关节，躯干部的腰关节，以及手臂中的肩关节、肘关节、腕关节等。

请参阅图13，在本实用新型另一实施例中，机器人为四足机器人400，上述关节结构作为四足机器人400的关节来集成应用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.关节结构，其特征在于，包括：

输出件；

用于提供动力的电机组件，其包括电机外壳及转动安装于所述电机外壳上的电机轴；

连接于所述电机轴与所述输出件之间的减速机；

用于检测所述输出件的所受力矩的力矩传感器，其设于所述电机外壳与所述减速机之间；以及

与所述电机组件电连接的驱动电路板组件，所述驱动电路板组件安装于所述电机外壳上。

2.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述输出件为中空管，所述电机轴为空心轴，所述中空管穿过所述空心轴内部。

3.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述电机外壳固定连接有后盖，所述输出件的其中一端固定于所述减速机的输出端，所述输出件的另外一端支承于所述后盖。

4.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述电机组件还包括固定在所述电机外壳中的电机定子、固定在所述电机轴上且与所述电机定子配合的电机转子，以及安装于所述电机外壳的电机端盖，所述电机轴的其中一端通过第一轴承支承于所述电机外壳，所述电机轴的另外一端通过第二轴承支承于所述电机端盖。

5.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述减速机为谐波减速机、蜗轮蜗杆减速机、行星减速机或者摆线针减速机的任意一种。

6.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述减速机为谐波减速机，所述谐波减速机包括具有内齿圈的刚轮、由所述电机组件驱动的波发生器，以及具有筒状部与环形部的柔轮，所述环形部于所述筒状部的一端边缘延伸形成，所述筒状部套接于所述波发生器的外部，所述筒状部的外侧面设有与所述内齿圈相啮合的外齿圈；所述谐波减速机还包括用于将所述刚轮支承于所述环形部的支承轴承；所述刚轮作为所述谐波减速机的输出端。

7.如权利要求1至6任一项所述的关节结构，其特征在于，所述力矩传感器包括基板及安装于所述基板的感应元件；所述基板包括内环部、位于所述内环部以外的外环部，以及连接于所述内环部与所述外环部之间的敏感梁，所述感应元件安装于所述敏感梁；所述内环部固定于所述电机外壳，所述外环部固定于所述减速机。

8.如权利要求7所述的关节结构，其特征在于，所述基板周向分布有至少两条贯通槽，所述贯通槽包括弧形通槽及两条分别连通于所述弧形通槽的两端的径向通槽，所述基板上相邻两条所述贯通槽中相靠近的两条所述径向通槽之间的区域形成所述敏感梁。

9.如权利要求1至6任一项所述的关节结构，其特征在于，所述力矩传感器为应变片型力矩传感器、磁弹性型力矩传感器、光电型力矩传感器或者电容型力矩传感器。

10.如权利要求1至6任一项所述的关节结构，其特征在于，所述驱动电路板组件设在所述电机外壳背离于所述力矩传感器处，所述力矩传感器的线缆穿过所述电机外壳后电连接于所述驱动电路板组件。

11.如权利要求1至6任一项所述的关节结构，其特征在于，所述关节结构还包括用于检测所述电机轴的转动位置的电机端位置反馈组件和/或用于检测所述输出件的转动位置的输出端位置反馈组件。

12.如权利要求11所述的关节结构，其特征在于，所述电机端位置反馈组件与所述输出端位置反馈组件相同或不同，分别为光电式编码器、磁式编码器、电容式编码器、旋转变压器、电位计中的其中一种。

13.如权利要求1至6任一项所述的关节结构，其特征在于，所述驱动电路板组件包括与所述电机外壳间隔设置的驱动板、设于所述驱动板与所述电机外壳之间且用于防止电磁干扰的电路保护板、连接于所述电机外壳与所述电路保护板之间的支撑柱，以及连接于所述驱动板与所述电路保护板之间的绝缘柱。

14.机器人，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的关节结构。

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