[發(fā)明專利]用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器及使用方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910407562.0 | 申請(qǐng)日： | 2019-05-15 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN110154065A | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-08-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 趙鵬兵;郭世超;楊傲;胡耀;李婧 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西安電子科技大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B25J13/08 | 分類號(hào)： | B25J13/08 |
| 代理公司： | 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227 | 代理人： | 李霞;肖志娟 |
| 地址： | 710071 陜西省*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 彈性元件 機(jī)械臂 柔性筋 支撐座 光電式位移傳感器 力矩傳感器 柔性機(jī)械臂 安裝孔 擋光片 光電式 機(jī)器人 關(guān)節(jié) 力矩測(cè)量裝置 安裝方向 方向相反 力矩測(cè)量 力矩信息 外界交互 扭轉(zhuǎn)角 反轉(zhuǎn) 內(nèi)環(huán) 檢測(cè) 保證 | ||
1.一種用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器，其特征在于，所述用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器設(shè)置有：
彈性元件；
彈性元件包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)、柔性筋；
彈性元件的外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間通過(guò)兩條柔性筋連接；兩個(gè)光電式位移傳感器安裝在彈性元件內(nèi)部空間中并且安裝方向相反；
柔性筋設(shè)有擋光片安裝孔；擋光片安裝孔通過(guò)螺釘將擋光片正固定在第一柔性筋上，將擋光片逆固定在第二柔性筋上，擋光片正對(duì)應(yīng)一個(gè)通過(guò)支撐座正安裝在外環(huán)上的光電位移傳感器，擋光片逆對(duì)應(yīng)一個(gè)通過(guò)支撐座逆安裝在外環(huán)上的光電位移傳感器；
柔性筋上擋光片安裝孔的位置應(yīng)使擋光片正和擋光片逆擋光部分處在光電式位移傳感器的中心位置。
2.如權(quán)利要求1所述的用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器，其特征在于，所述外環(huán)上設(shè)有光電式開(kāi)關(guān)支撐座安裝槽，支撐座正安裝在支撐座正安裝槽上，支撐座逆安裝在支撐座逆安裝槽上。
3.如權(quán)利要求1所述的用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器，其特征在于，所述柔性筋由兩條曲線與內(nèi)外環(huán)閉合而成，由兩端向中間均勻變窄，并且關(guān)于彈性元件中心對(duì)稱，幾何回轉(zhuǎn)范圍0°～270°。
4.如權(quán)利要求1所述的用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器，其特征在于，所述支撐座正與擋光片正組合使用，支撐座逆與擋光片逆組合使用，擋光片正和擋光片逆的幾何形狀鏡像對(duì)稱，工作方向相反；不同位置的光電位移傳感器所測(cè)量的位移方向相反。
5.如權(quán)利要求1所述的用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器，其特征在于，所述外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間通過(guò)兩條柔性筋連接；外環(huán)沿周向設(shè)有多個(gè)外法蘭安裝孔，內(nèi)環(huán)沿周向設(shè)有多個(gè)內(nèi)法蘭安裝孔，外法蘭安裝孔與柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)輸出端相連，內(nèi)法蘭安裝孔與柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)輸入端相連。
6.一種如權(quán)利要求1所述用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器的使用方法，其特征在于，所述用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器的使用方法包括：
當(dāng)機(jī)械臂關(guān)節(jié)受到正向力矩作用時(shí)，負(fù)載力矩使得彈性元件的內(nèi)環(huán)相對(duì)于外環(huán)發(fā)生相對(duì)位移，第一柔性筋受到拉力產(chǎn)生彈性變形的同時(shí)帶動(dòng)擋光片正運(yùn)動(dòng)，第一光電式位移傳感器檢測(cè)到擋光片正的位移量，轉(zhuǎn)化為正向力矩M_(z+)信息輸出；當(dāng)機(jī)械臂關(guān)節(jié)受到反向力矩作用時(shí)，第二柔性筋受到壓力產(chǎn)生彈性變形的同時(shí)帶動(dòng)擋光片逆反向運(yùn)動(dòng)，第二光電式位移傳感器檢測(cè)到擋光片逆的位移量，轉(zhuǎn)化為反向力矩M_(z-)信息輸出。
7.一種應(yīng)用權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器的機(jī)器人一體化關(guān)節(jié)系統(tǒng)。
8.一種應(yīng)用權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述用于柔性機(jī)械臂關(guān)節(jié)的柔性光電式力矩傳感器的機(jī)器人。
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