[發明專利]應變波齒輪系統及其傳動元件、機械臂和測量扭矩的方法

有效

• 申請號: 201980052914.3
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN112543863B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 延斯·海姆;約亨·達美勞;泉雅人
• 申請（專利權）人: 舍弗勒技術股份兩合公司
• 主分類號: G01L3/14
• 分類號: G01L3/14;B25J9/10;F16H49/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 杜晉芳

本發明首先涉及一種應變波齒輪系統的彈性傳動元件。所述應變波齒輪系統也稱為諧波驅動裝置。所述彈性傳動元件也稱為柔輪并且具有外齒(03)。所述彈性傳動元件配備有用于測量所述彈性傳動元件上的機械應變的至少一個應變計(04)。根據本發明，所述一個應變計(04)或多個應變計(04)至少作為整體圍繞所述彈性傳動元件的側表面或軸向側面的圓周延伸。本發明還涉及一種應變波齒輪系統和機械臂，以及用于測量根據本發明的彈性傳動元件上的扭矩的方法。

技術領域

本發明首先涉及一種應變波齒輪系統的彈性傳動元件。這種應變波齒輪系統也稱為諧波驅動裝置或諧波齒輪裝置。該彈性傳動元件也稱為柔輪并且具有外齒。該彈性傳動元件還具有至少一個用于測量彈性傳動元件的機械應變的應變計。本發明還涉及一種應變波齒輪系統和機械臂，以及用于測量根據本發明的彈性傳動元件上的扭矩的方法。

背景技術

Hashimoto,M.等人的文章“A joint torque sensing technique for robotswith harmonic drives”(Proceedings of IEEE International Conference onRobotics and Automation，第2期，第1034-1039頁，1991年4月)描述了一種用于測量應變波齒輪系統中扭矩的方法。布置在應變波齒輪系統的彈性傳動元件上的擴張測量帶用于測量。

Taghirad,Hamid D.等人的文章“Intelligent built-in torque sensor forharmonic drive systems”(Proceedings of IEEE Instrumentation and MeasurementTechnology Conference Sensing,Processing,Networking，1997年5月)以及Taghirad,Hamid D.的論文“Robust torque control of harmonic drive systems”(Department ofElectrical Engineering,McGill University,Montreal，1997年)示出了一種用于測量應變波齒輪系統扭矩的扭矩傳感器。卡爾曼濾波器用于消除高頻測量信號分量。

DE 10 2004 041 394 A1公開了一種具有扭矩檢測機構的波齒輪裝置，該波齒輪裝置在柔性外齒輪上包括具有電阻絲區域的多個應變計，所述應變計經由導線電連接。

JP 2000320622 A公開了一種具有扭矩傳感器機構的波齒輪，該波齒輪在柔性外齒輪上包括應變計，所述應變計經由導線電連接。

US 2004/0079174 A1教導了一種用于波齒輪的扭矩檢測裝置，所述扭矩檢測設備包括具有應變計圖案的應變計單元。該應變計圖案包括弧形檢測段A和B以及三個用于外部布線的端子部分，其中一個端子部分形成在檢測段之間，其余端子部分形成在檢測段的相對端。

JP 2016-045055 A公開了一種具有應變計的惠斯通橋在波齒輪的旋轉軸上的用途。

US 6,840,118 B2公開了一種用于測量在波齒輪裝置中傳遞的扭矩的扭矩測量方法。在該波齒輪裝置中，柔性的圓形外齒輪與剛性內齒輪部分地嚙合。多個應變傳感器組附接到柔性外齒輪的表面。

CN 105698992 A涉及一種具有內置扭矩傳感器的高精度波齒輪。該扭矩傳感器尤其包括惠斯通半橋。

RU 2 615 719 C1教導了一種被設計成測量扭矩的波齒輪。

WO 2010/142318 A1公開了一種用于測量波齒輪中的扭矩的裝置。該裝置包括用于測量具有內齒的外環與殼體之間的力的至少一個傳感器。

JP 6320885 B2描述了一種扭矩檢測元件，該扭矩檢測元件包括形成惠斯通橋的多個應變計。這些應變計以圖案狀金屬膜的形式布置在柔性膜狀絕緣體的表面上。