谐波齿轮内嵌力矩传感器设计

作者：向馗; 刘长城; 彭达坤; 唐必伟

来源：华中科技大学学报(自然科学版)科技大学, 2023, 51(10): 19-24.

DOI：10.13245/j.hust.231005

• 关节模组
• 谐波齿轮
• 力矩传感器
• 应变片
• 卡尔曼滤波

为获取关节级精确输出力矩值，方便实现机器人关节力控，提出一种内嵌于谐波齿轮的力矩传感器设计方案，可有效减少关节模组设计尺寸及质量．采用四对对称分布的应变片粘贴于柔轮底部，提出一种基于激光打点的精确定位方式，以提高应变片定位精度；同时利用卡尔曼滤波方法降低应变片输出信号中转矩脉动干扰；最后，通过样机试制获得试验测试结果，并推导出柔轮力矩与关节输出力矩关系．经优化设计后，内嵌式力矩传感器静态时均方根误差为1.04%，动态时均方根误差为1.27%，具备测量关节模组末端输出力矩的能力．

• 单位
  自动化学院; 武汉理工大学