[实用新型]一种机械臂关节扭矩测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人设计技术领域，具体涉及一种机械臂关节扭矩测量装置。

背景技术

图1所示，现有技术中的机械臂关节扭矩测量装置，包括弹性体11、测头9及位移检测器件10，其中弹性体11分为外环12及内环16，在内环16与外环12之间通过弹性筋进行连接；位移检测器件10安装在外环12上，测头9安装在弹性筋靠近内环16的一端、并与位移检测器件10相对应，可沿弹性体11的周向、相对位移检测器件10的检测方向运动。两条弹性筋，以内环16的中心对称设置。在外环与内环之间设置有两条弹性筋，分别为第一弹性筋14及第二弹性筋15，外环12与内环16即通过第一弹性筋14及第二弹性筋15连在一起，第一弹性筋14及第二弹性筋15以内环16中心对称设置；第一弹性筋14及第二弹性筋15均由两条样条曲线闭合形成，样条曲线的一端连到外环12上、另一端连到内环16上，宽度均匀变化，使结构受力均匀。外环12与内环16同心设置，在外环12上沿圆周方向均布有多个外环安装孔13，内环16的中部开有供关节电缆在关节内部走线的走线孔18，该走线孔18的外围沿圆周方向均布有多个内环安装孔17。关节输出件的负载中，除了关节扭矩外，所有力、力矩均通过关节输出件、关节轴承、轴承端盖传递到关节外壳上，关节扭矩通过关节输出件、径向支撑、扭矩检测装置中的外环12、第一弹性筋14、第二弹性筋15、内环16、驱动输出轴8、关节驱动2传递到关节外壳1上。由于弹性体11中的第一弹性筋14及第二弹性筋15的弹性变形，使扭矩检测装置3中的测头9相对位移检测器件10沿扭矩检测装置3周向运动，产生位移信号；由于弹性体11的扭转刚度，不同大小的关节扭矩会产生不同大小的位移，通过位移检测器件产生模拟信号，通过放大、滤波、A/D采集、信号处理计算出扭矩大小，实现机械臂关节扭矩测量。现有技术中的机械臂关节扭矩测量装置只能测量单向扭矩，对于双向扭矩均有测量需求的机械臂关节无法满足测量需求。

因此研发一款机械臂关节扭矩测量装置以克服上述技术缺陷中的至少一种成为一种必需。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机械臂关节扭矩测量装置，具有：双转向测量、灵敏度高、扭矩数据多位置并行测量、结构简单易于加工，及制作成本低的技术优点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

本实用新型提供一种机械臂关节扭矩测量装置，包括：外连接环、内连接环、和压力感应装置；所述内连接环上紧固设置有弧状支架，所述弧状支架的两端分别设置有弧状触头；所述外连接环上设置有与所述弧状触头外形相适配的弧状套筒；所述弧状套筒内设置有所述压力感应装置，所述压力感应装置的末端通过弹性阻尼装置与所述弧状套筒的底端相抵；所述弧状触头伸入所述弧状套筒内的长度大于所述弹性阻尼装置可恢复弹性形变的最大形变长度。

在优选的实施方案中，所述弧状支架的设置数量为多个。

在优选的实施方案中，还包括控制器，所述弧状套筒的侧壁设置有导线槽，所述压力感应装置的连接线穿过所述导线槽后与控制器连接。

在优选的实施方案中，所述外连接环上均匀布置有多个螺栓孔。

在优选的实施方案中，所述内连接环上均匀布置有多个螺纹孔。

在优选的实施方案中，所述外连接环、内连接环、弧状支架、弧状触头和双向弧状套筒的中心线位于同一平面内。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过提供一种机械臂关节扭矩测量装置，有效的解决了如何双转向测量机械臂关节扭矩的技术问题。设置在弧状支架两端的弧状触头能够依据机械臂关节的扭转方向，分别触发设置在弧状支架两端的弧状套筒内的压力感应装置，根据压力感应装置反馈的压力信息及压力感应装置所处的旋转半径，既能计算出当前转动方向下的关节扭矩，由于弧状支架的两端均设置有弧状触头，故当机械臂关节换向扭转时亦能准确输出所需的关节扭矩数据；进一步的，本实用新型通过采用将弧状触头伸入弧状套筒内的长度设置为大于弹性阻尼装置可恢复弹性形变的最大形变长度，有助于取得无论机械臂关节向何方向旋转，弧状触头均不会从相应的弧状套筒内完全抽出的技术效果，上述结构为机械臂关节扭矩测量装置的结构可靠性提供有力的结构支持。