机器人关节是机械臂类机器人的关键部分,其性能的优劣,直接影响到机械臂的精度和性能。传统的工业机械臂,无法调和大输出力矩和高柔顺性的矛盾。本文针对工业生产的需要和人机交互安全性的问题,设计了一种可用于液压机械臂的大力矩、刚度连续可变的液压转角自伺服柔顺关节,使其兼顾了运动性能和柔顺性。并对该关节的结构和相关特性进行了深入的研究,论文的主要研究内容如下:(1)设计了一种刚度连续可变的液压转角自伺服柔顺关节,阐述了该关节的整体结构和工作原理,总结了该关节相比现有技术在结构上的创新。(2)建立了具有阀控泄漏量的关节动力学模型,利用数值分析软件分析不同阀控泄漏量对关节动态性能的影响,拟合出了阀控泄漏量与关节刚度的关系曲线。(3)利用数值分析软件分析不同外负载力矩对关节动态性能的影响,拟合出外负载力矩与关节负载压力的关系曲线。建立液压转角自伺服柔顺关节动态位置刚度的数学模型,得到关节外负载力矩的变化频率与动态位置刚度的Bode图。(4)设计一种降低阀口气蚀的新型转阀结构,采用FLUENT软件对其内部流场进行数值模拟,分析在不同阀芯转速、供油压力和阀芯环状流场宽度下,内流场节流特性的变化。