[實(shí)用新型]一種機(jī)器人腕力傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920953412.5
• 申請(qǐng)日: 2019-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209802561U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊琳;孫竣利;袁明論;張妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州坤維傳感科技有限公司
• 主分類號(hào): G01L5/16
• 分類號(hào): G01L5/16;G01L25/00;B25J19/00
• 代理公司: 32338 常州易瑞智新專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 譚典

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)器人腕力傳感器，包括適配環(huán)、工具端連接法蘭、應(yīng)變感知主體、應(yīng)變敏感元件、嵌入式電路、工具端連接法蘭與適配環(huán)配合，工具端連接法蘭與應(yīng)變感知主體相連接，應(yīng)變感知主體用于在多軸力作用下產(chǎn)生微量變形，應(yīng)變敏感元件組成電橋后用于將微量變形轉(zhuǎn)換為微伏級(jí)電壓信號(hào)，應(yīng)變感知主體內(nèi)置嵌入式電路板，嵌入式電路板用于采集微伏級(jí)電壓信號(hào)并作A/D轉(zhuǎn)換和解耦計(jì)算，并通過(guò)通信模塊輸出測(cè)量結(jié)果的數(shù)字信號(hào)，本實(shí)用新型通過(guò)合理的解耦結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)明清晰的標(biāo)定方法、嵌入式采集及解耦算法，直接將空間直角坐標(biāo)系下沿坐標(biāo)軸的三方向力和三方向力矩的測(cè)量結(jié)果以數(shù)字量形式輸出，顯著提高了測(cè)量精準(zhǔn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人腕力傳感器。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人（含協(xié)作機(jī)器人）因其不僅可完成危險(xiǎn)環(huán)境下的操作，還可減輕人體勞作而備受歡迎，尤其是伴隨著制造業(yè)人力資本的上升及品質(zhì)要求的提高，工業(yè)機(jī)器人正在逐步取代人力，成為生產(chǎn)中重要的自動(dòng)化裝備。此外，國(guó)家出臺(tái)的一系列支持工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，以及我國(guó)制造業(yè)朝著集約化、智能化的方向升級(jí)，均將支撐我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)快速擴(kuò)大。目前，工業(yè)機(jī)器人在汽車制造、電子電氣、橡膠及塑料、家用電器、食品、化工等行業(yè)發(fā)揮著突出作用。伴隨人工智能技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域終將更加廣泛。隨著科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展過(guò)程可分為三代。第—代為示教再現(xiàn)型機(jī)器人，它主要由機(jī)械臂控制器和示教盒組成，可按預(yù)先引導(dǎo)動(dòng)作記錄下信息繼而重復(fù)再現(xiàn)執(zhí)行，當(dāng)前工業(yè)中應(yīng)用最多，例如搬運(yùn)和轉(zhuǎn)序。第二代為感覺(jué)型機(jī)器人，有力覺(jué)和視覺(jué)，它具有對(duì)外界信息進(jìn)行反饋調(diào)整的能力，目前剛進(jìn)入應(yīng)用階段。第三代為智能型機(jī)器人，它具有感知和理解外部環(huán)境的能力，在工作環(huán)境改變的情況下，也能夠成功地完成任務(wù)，它尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，力覺(jué)系統(tǒng)和視覺(jué)系統(tǒng)是機(jī)器人感知外界環(huán)境、提供反饋信息的重要方式，是第二代、第三代機(jī)器人研究和應(yīng)用的基本構(gòu)成要素。本實(shí)用新型所述腕力傳感器便是針對(duì)第二代及以后的機(jī)器人。采用腕力傳感器可以使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精密裝配、力控打磨及高質(zhì)量焊接等功能。申請(qǐng)公布號(hào)為CN107167267A的專利描述了一個(gè)多軸力測(cè)量的設(shè)備。該設(shè)備可以通過(guò)一種結(jié)構(gòu)配合動(dòng)態(tài)標(biāo)校方法，使其實(shí)用新型有了多軸力測(cè)量功能，但上述專利存在部分缺點(diǎn)，內(nèi)、外圈相對(duì)彈性柱的結(jié)構(gòu)剛性偏弱，應(yīng)變計(jì)布局不合理，傳感器標(biāo)定方法不簡(jiǎn)介直觀，其中引入其它誤差因素較多，因此傳感器整體性能較差；以上專利中所述的標(biāo)定方法中無(wú)法實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)合加載，無(wú)法對(duì)傳感器同時(shí)受多軸載荷時(shí)的精度（重復(fù)性誤差）和準(zhǔn)度（準(zhǔn)確性誤差）進(jìn)行評(píng)估。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種機(jī)器人腕力傳感器，包括應(yīng)變感知主體，所述應(yīng)變感知主體包括T形應(yīng)變梁、剛性邊界環(huán)和剛性邊界塊，所述T形應(yīng)變梁一端與剛性邊界環(huán)相連，另一端與剛性邊界塊相連，所述T形應(yīng)變梁上設(shè)有應(yīng)變敏感元件，所述應(yīng)變感知主體還內(nèi)置嵌入式電路。

較佳的，所述T形應(yīng)變梁為三個(gè)，三個(gè)T形應(yīng)變梁連接剛性邊界環(huán)和剛性邊界塊，每個(gè)T形應(yīng)變梁靠近剛性邊界塊的部位的四個(gè)表面上都粘貼有應(yīng)變敏感元件，所述應(yīng)變敏感元件組成六組惠斯通電橋，所述剛性邊界環(huán)和剛性邊界塊的剛性高于T形應(yīng)變梁。

較佳的，所述剛性邊界環(huán)和剛性邊界塊的厚度大于T形應(yīng)變梁的厚度。

較佳的，所述T形應(yīng)變梁與剛性邊界環(huán)之間設(shè)有條形空腔。

較佳的，所述T形應(yīng)變梁、剛性邊界環(huán)和剛性邊界塊一體加工成型。

較佳的，還包括適配環(huán)、工具端連接法蘭，所述工具端連接法蘭中間設(shè)有中心深孔，所述中心深孔與適配環(huán)配合，所述工具端連接法蘭一端與應(yīng)變感知主體連接。

較佳的，所述剛性邊界塊通過(guò)螺釘與工具端連接法蘭連接.

較佳的，所述剛性邊界環(huán)上均布有內(nèi)埋螺釘孔，內(nèi)埋螺釘孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)埋螺釘，所述工具端連接法蘭上設(shè)有內(nèi)埋螺釘操作孔，所述內(nèi)埋螺釘操作孔上還配有防塵堵頭，所述剛性邊界環(huán)和工具端連接法蘭之間還設(shè)有防塵圈，所述內(nèi)埋螺釘操作孔孔徑小于內(nèi)埋螺釘頭直徑。