[實(shí)用新型]一種協(xié)作機(jī)器人表面覆蓋式觸覺(jué)傳感裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920837666.0
• 申請(qǐng)日: 2019-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN210256224U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈曉斌;王斌銳;于明州;金英連
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J19/02
• 分類號(hào): B25J19/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型涉及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種協(xié)作機(jī)器人表面覆蓋式觸覺(jué)傳感裝置，包括：形變機(jī)構(gòu)，用于覆蓋在協(xié)作機(jī)器人的待測(cè)部件上，形變機(jī)構(gòu)響應(yīng)于施加在形變機(jī)構(gòu)的外部接觸力產(chǎn)生與外部接觸力相對(duì)應(yīng)的形變量；傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)，與形變機(jī)構(gòu)相連，用于將形變機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的形變運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)，并放大形變機(jī)構(gòu)的形變量得到傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)的位移量。傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)起放大作用，將形變機(jī)構(gòu)的形變運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)，并放大形變機(jī)構(gòu)的形變量得到傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)的位移量，進(jìn)而將外部接觸力轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量、直觀的量，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于大規(guī)模配置，方便測(cè)量外部接觸力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種協(xié)作機(jī)器人表面覆蓋式觸覺(jué)傳感裝置。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人領(lǐng)域的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)發(fā)展方向是協(xié)作機(jī)器人。協(xié)作機(jī)器人是一種能夠和操作人員在同一個(gè)工作空間內(nèi)共同工作的機(jī)器人，因此，機(jī)器人必須具備感受外界接觸的能力。

目前機(jī)器人感受外界接觸的形式主要有以下幾種，一種是通過(guò)測(cè)量關(guān)節(jié)力矩，通過(guò)動(dòng)力學(xué)方程來(lái)確定與外界的接觸力，通常使用關(guān)節(jié)安裝力矩傳感器反饋、電流反饋等方式進(jìn)行關(guān)節(jié)力的估計(jì)；另一種是通過(guò)在機(jī)器人表面覆蓋電子皮膚傳感器的方式，能夠有效的檢測(cè)機(jī)器人與外界環(huán)境的接觸。電子皮膚傳感器能夠精確的定位碰撞的位置，精確的測(cè)量接觸的力度，具有效果較好、響應(yīng)快等特點(diǎn)，但是由于使用材料、制作工藝等原因，使得電子皮膚傳感器的造價(jià)非常高，目前也只是處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段并沒(méi)有成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)，更沒(méi)有在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得到進(jìn)行應(yīng)用。

為了能夠有效的檢測(cè)碰撞、降低成本，提出一種通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)方式的表面覆蓋式檢測(cè)傳感器。將覆蓋在機(jī)械臂表面的材料變形通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)和轉(zhuǎn)換，將變形量轉(zhuǎn)換為更加容易測(cè)量、直觀的量，通過(guò)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)接觸點(diǎn)位置以及接觸力強(qiáng)度的辨識(shí)。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件容易得到且價(jià)格低廉，并且能夠達(dá)到檢測(cè)外界接觸目的，易于大規(guī)模配置。

因此，如何將施加于機(jī)械臂的變形量進(jìn)行傳動(dòng)放大成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于如何將施加于機(jī)械臂的變形量進(jìn)行傳動(dòng)放大。

為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種協(xié)作機(jī)器人表面覆蓋式觸覺(jué)傳感裝置，包括：形變機(jī)構(gòu)，用于覆蓋在協(xié)作機(jī)器人的待測(cè)部件上，所述形變機(jī)構(gòu)響應(yīng)于施加在形變機(jī)構(gòu)的外部接觸力產(chǎn)生與外部接觸力相對(duì)應(yīng)的形變量；傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)，與形變機(jī)構(gòu)相連，用于將形變機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的形變運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)，并放大形變機(jī)構(gòu)的形變量得到傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)的位移量。

可選地，還包括：位移檢測(cè)傳感器，設(shè)置于傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)的輸出端，用于檢測(cè)傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)輸出的位移量，并將其轉(zhuǎn)換得出施加于形變機(jī)構(gòu)的外部接觸力。

可選地，形變機(jī)構(gòu)包括：上法蘭盤，其為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)；下法蘭盤，平行設(shè)置于上法蘭盤的一端，其為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)；鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)用于傳遞外部接觸力，并將外部接觸力轉(zhuǎn)換為鋼絲網(wǎng)的形變量。

可選地，鋼絲網(wǎng)包括：鋼絲，其一端與下法蘭盤固定相連，另一端穿過(guò)上法蘭盤；鋼絲之間呈交叉設(shè)置。

可選地，傳動(dòng)放大結(jié)構(gòu)包括：第一法蘭盤，設(shè)置于上法蘭盤的內(nèi)側(cè)；杠桿機(jī)構(gòu)，設(shè)置于第一法蘭盤的一端，用于輸入形變機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的形變量并將其放大后輸出。

可選地，杠桿機(jī)構(gòu)包括：彈性件，設(shè)置于形變機(jī)構(gòu)上，用于傳遞外部接觸力對(duì)形變機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的形變量；杠桿，其一端與彈性件固定連接，杠桿用于傳動(dòng)放大形變機(jī)構(gòu)的形變量，杠桿的另一端放大輸出彈性件的形變量；杠桿支點(diǎn)，設(shè)置于杠桿靠近彈性件的一側(cè)，用于支撐杠桿。

可選地，彈性件為彈簧。