一种关节力矩传感器及机器人关节.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114905483A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202110124625.9(22)申请日2021.01.29(71)申请人苏州艾利特机器人有限公司地址215000江苏省苏州市工业园区娄葑镇和顺路28号(72)发明人任少雄孙恺(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)G01L5/16(2020.01)G01L5/22(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种关节力矩传感器及机器人关节(57)摘要本发明涉及一种关节力矩传感器及机器人关节，所述关节力矩传感器包括内圈、外圈以及连接所述内圈和外圈的至少两个测量梁和至少两个支撑梁，所述测量梁粘贴有应变片，所述支撑梁用于增强所述关节力矩传感器的刚度，所述内圈和外圈其中之一为输入连接法兰盘，其中另一为输出连接法兰盘，所述支撑梁的数量大于或等于所述测量梁的数量，相邻所述测量梁之间设置有至少一个支撑梁。本发明的有益效果是：关节力矩传感器结构紧凑、精度高、抗过载能力强。CN114905483ACN114905483A权利要求书1/1页1.一种关节力矩传感器，其特征在于，包括内圈、外圈，以及连接所述内圈和外圈的至少两个测量梁和至少两个支撑梁，所述测量梁粘贴有应变片，所述支撑梁用于增强所述关节力矩传感器的刚度，所述内圈和外圈其中之一为输入连接法兰盘，其中另一为输出连接法兰盘，所述支撑梁的数量大于或等于所述测量梁的数量，相邻所述测量梁之间设置有至少一个支撑梁。2.根据权利要求1所述的关节力矩传感器，其特征在于，沿所述关节力矩传感器的轴向方向，所述支撑梁的高度大于所述测量梁的高度。3.根据权利要求1所述的关节力矩传感器，其特征在于，所述关节力矩传感器为三维力矩传感器，所述关节力矩传感器用于检测弯矩和扭矩。4.根据权利要求3所述的关节力矩传感器，其特征在于，所述关节力矩传感器用于根据所述弯矩至少部分的校准所述扭矩，输出根据所述弯矩校准后的扭矩。5.根据权利要求1所述的关节力矩传感器，其特征在于，所述外圈对应所述测量梁连接的位置设置有凹槽，所述凹槽沿所述外圈的外缘设置。6.根据权利要求1所述的关节力矩传感器，其特征在于，所述测量梁形成为板状梁，所述板状梁平行于水平面设置。7.根据权利要求6所述的关节力矩传感器，其特征在于，所述至少两个测量梁相对于所述关节力矩传感器中心对称，所述测量梁的上下表面对称粘贴剪切应变片，所述至少两个测量梁粘贴的应变片相对于所述关节力矩传感器中心对称。8.根据权利要求1所述的关节力矩传感器，其特征在于，所述关节力矩传感器包括沿所述外圈向所述内圈延伸的过载保护梁，所述过载保护梁与所述内圈形成间隙。9.根据权利要求7所述的关节力矩传感器，其特征在于，所述内圈包括沿外缘周向分布的多个锁定孔，所述过载保护梁设置于相邻的锁定孔之间并与所述相邻的锁定孔分别形成间隙。10.一种机器人关节，其特征在于，包括外壳、电机、减速器，以及权利要求1‑9中任一项所述的关节力矩传感器，所述输入连接法兰盘连接于所述减速器的输出端，所述输出连接法兰盘用于连接于机器人另一关节的外壳以将减速器输出端的力/力矩传递至所述另一关节。2CN114905483A说明书1/6页一种关节力矩传感器及机器人关节技术领域[0001]本发明涉及工业机器人领域，特别是涉及一种关节力矩传感器及机器人关节。背景技术[0002]工业机器人是在工业环境中广泛运用的一类机器人，工业机器人通常可以分为传统的工业机器人和新型的协作机器人，新型的协作机器人相较于传统的工业机器人而言，具有自重轻、体积小、易用性好等优点，因此适于应用在较多的场景中，例如工业、服务业、餐饮业等。[0003]工业机器人能够通过连接末端执行器以执行工作任务，机器人执行工作任务前需要进行示教引导，机器人的示教方式通常可以分为直接示教和传统示教方式。传统的示教方式主要依赖于示教器，这种示教方式工作效率低，过程繁琐不直观，对操作人员知识水平要求较高，相比之下，采用直接示教方式比较直观，且对操作人员要求的大大降低。零力控制是实现直接示教控制方案的关键技术，其核心是将外力的大小及方向转换为对应的位置指令。外力检测一般有两种方式，一种是采用电流反馈，另一种是采用扭矩传感器检测。与电流检测的方式相比，扭矩传感器不需要估计关节扭矩，可以直接测量各关节的实时输出扭矩，这就直接规避了动力学建模参数辨识的困难问题，也避免了动力学方程中引入噪音干扰和时间延迟等问题。同时，扭矩传感器也非常适用于基于力矩检测的的复杂装配作业以及医疗行业等接触性人机协作的操作行业。关节力矩传感器能够对机器人的各个关节力矩进行精确控制，在机器人的关节安装扭矩传感器，协作完成复杂场景的工作，是实现人机