具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1-图13所示，一种一体化弹性液压机器人关节，包括供油系统1、液压缸2、上连杆3、支架4和旋转弹性体5。

参照图4，所述供油系统1包括从上往下依次连接的油箱11、阀块12、液压泵13和电机14，所述供油系统1还包括控制器(图中未画出)和测量液压缸2的油液压力的压力传感器(图中未画出)，所述控制器安装于油箱11上端，压力传感器安装于阀块12。阀块12的一侧壁设有阀块孔121，阀块孔121用于安装压力传感器，参照图3，压力传感器引出线15由压力传感器所在处引出。

所述液压缸2上部与供油系统1固定连接且供油系统1提供液压缸2油液，所述液压缸2包括位于下端的可伸缩的液压杆22，参照图5，液压缸2还包括液压缸外壳23，液压缸外壳23的远离液压杆22一端安装有液压缸端盖21，液压缸端盖21包括端盖连接部211和端盖铰接部212，端盖连接部211固定安装于阀块12，所述液压缸2的油口与阀块12连接并进行端面密封，即端盖连接部211设有连通液压缸外壳23内部的油口，阀块12与端盖连接部211连接处也设有对应的油口并配合密封。供油系统1通过油口给液压缸2提供油液。

液压缸2上部与上连杆3的铰接连接，上连杆3的上端连接有连杆过渡杆31，上连杆3和连杆过渡杆31可以是一体成型或分体式设计，连杆过渡杆31与端盖铰接部212铰接连接。

所述旋转弹性体5包括外圈51、内圈52、弹簧54，所述外圈51和内圈52通过轴承二53连接，所述内圈52包括内圈主体521和位于内圈主体521外壁的内圈凸缘522，所述外圈51的数量为两个，两个外圈51对称设置，每个外圈51通过一个轴承二53连接于内圈主体521外周壁，外圈51的中心设有外圈轴承座511，轴承二53安装于对应的外圈轴承座511内。

所述弹簧54两端分别连接于外圈51和内圈52，所述外圈51和内圈52可相对旋转以使弹簧54发生形变，当外圈51和内圈52产生角度差，弹簧54形变产生拉力，进而产生扭矩。

所述内圈凸缘522的外缘周向设有内支撑杆523，两个外圈51通过周向分布的外支撑杆55连接，参照图13，可以在外支撑杆55的两端拧入螺钉实现外支撑杆55与外圈51的连接限位。所述弹簧54为周向分布且弹簧54的两端分别连接于外支撑杆55和内支撑杆523。内支撑杆523设有沿其长度贯穿的螺纹孔，通过在该螺纹孔两端拧入螺钉以使弹簧54不会脱出。

参照图11，所述弹簧54的两端设有钩子，弹簧54通过钩子连接于外支撑杆55和内支撑杆523，内外相对应的一个内支撑杆523和一个外支撑杆55连接两个弹簧54且两个弹簧54的钩子朝向相反，这样能够兼顾系统的正反转。

所述上连杆3与内圈52通过轴承一33连接，参照图7，上连杆3的下端连接连杆接杆32，连杆接杆32与内圈主体521外壁通过轴承一33连接。

参照图7，所述支架4固定连接于内圈52，支架4为U型支架，支架4两侧与内圈主体521两端面通过螺栓连接。

所述液压杆22的下端与外圈51铰接连接。所述外圈51的数量为两个且两个外圈通过缸杆铰接杆56连接，所述液压杆22的下端与缸杆铰接杆56铰接连接。

参照图8-9，所述缸杆铰接杆56包括连接两个外圈51的杆一561、位于两个外圈51外的杆二562和定位片563，所述杆一561一端伸出两个外圈51外且与杆二562平行，杆一561一端拧入螺钉贴合一个外圈51的外壁，另一个外圈51的外壁通过定位片563贴合。

所述定位片563贴合一个外圈51的外壁，所述杆一561伸出两个外圈51外的一端和杆二562远离外圈51的一端连接安装片57，所述液压杆22一端铰接连接于杆一561伸出两个外圈51外的一端且液压杆22端部的两侧贴合设有轴套58，两个轴套58套于杆一561伸出两个外圈51外的一端外壁且两个轴套58分别贴合定位片563和安装片57。轴套58用于限定液压杆22的轴线移动，杆二562可防止液压杆22运动超范围。

参照图2，所述上连杆3连接一个绑腿装置7，所述支架4通过下连杆41连接另一个绑腿装置7，支架4和下连杆41一体成型或分体式设计，两个绑腿装置7分别连接到机器人8的大腿81和小腿82，所述大腿81和小腿82为同侧的。

所述旋转弹性体5安装有用于测量外圈51和内圈52的角度差的角度编码器6。参照图10，角度编码器6包括两个环体(此为角度编码器6的现有技术)，其中一个环体固定安装于内圈主体521的外壁，另一个环体固定安装于一个外圈51的外壁，两个环体配合测量外圈51和内圈52的角度差并传输至控制器。

阀块12设有连通液压缸2、液压泵13、压力传感器和油箱11的流道，流道内嵌有所需的安全阀、单向阀等液压阀门；压力传感器测量液压缸2所连通的流道内的油液压力，进而可以计算出液压缸2的作用力，并传输至控制器。

所述控制器电连接角度编码器6、压力传感器和电机14内置的编码器信息。电机14内置的编码器能够测量电机14转速。控制器根据角度编码器6、压力传感器以及电机14内置的编码器信息，对电机14进行驱动和控制。

所述电机14驱动液压泵13旋转产生提供液压缸2的油液。液压泵13由电机14进行驱动，从油箱11吸油进而产生高压油液使液压缸2作动。

本发明的具体实施工作过程如下：

在接通电源后，电机14驱动液压泵13旋转从油箱11吸取低压油液，输出高压油液至阀块12，通过阀块12内的流道进入液压缸2；液压缸2通过缸杆铰接杆12推动旋转弹性体5的两个外圈51同步转动，进而与内圈52之间产生角度差，并使弹簧54产生形变；弹簧54的拉力带动内圈52转动，进而使与其固定的支架4和下连杆41转动；旋转弹性体5的内外圈角度差由角度编码器6测量并反馈给控制器，控制器根据角度差、压力传感器反馈的油液压力信息、电机14内置编码器信息控制电机14的转速，进而控制上连杆3与下连杆41之间的关节扭矩。

一方面，本发明中紧凑地将连杆、旋转弹性体5、液压缸2、电机14、液压泵13、液压阀、传感器、油箱11、控制器等集成在一起，省去了管路连接，提高了集成度和能量利用率，降低了泄漏风险，接通电源即可实现作动；另一方面，旋转弹性体5将位置控制直观地转换为力控制，仅需控制旋转弹性体5内外圈的角度差即可控制关节输出力，带来的被动柔性还起到吸收冲击载荷，保护人机交互安全性的效用；再者，利用泵控的驱动方式，消除了阀口节流带来的能量浪费和发热，进一步提高了能量的利用效率。综上，本发明在提高机器人关节集成度、柔顺性、可靠性及能量利用效率等方面取得了突出显著的技术效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。