[发明专利]局部结构强化的大负载柔性力矩传感器

说明书

局部结构强化的大负载柔性力矩传感器，涉及一种被动减振弹性元件。解决了传统的金属橡胶力矩传感器由于应力集中在应变梁与应变梁挡板连通部，导致力矩传感器承担负载能力小的问题。外圈包括环形外圈基板、环形凸台、两个应变梁、四个应变梁挡板，环形凸台设置在环形外圈基板的一个端面上，两个应变梁设置在环形外圈基板内壁上，且每个应变梁的左右两侧各设有一个应变梁挡板，且应变梁上安装有应变片；应变梁与应变梁挡板相交部分构成的连通部，且连通部在轴向方向上设有凸沿，凸沿与内圈和挡板均为非接触。本发明主要应用在机器人关节上。

技术领域

本发明涉及一种被动减振弹性元件。

背景技术

随着机器人技术的发展，人机协作型机械臂得到了越来越多的关注，柔性关节作为人机协作型机械臂中重要的一环，对保障人类的安全起到了重要的作用，但柔性环节的引入也为系统带来了振动，降低了机器人关节位置控制的精确性。目前可采用主动、半主动和被动三种方法抑制振动，主动振动控制是利用控制算法减小振动，可靠性差。半主动振动控制需要额外增加电机等控制元件，体积大，构造复杂。被动控制中采用金属橡胶作为阻尼减震材料，具有使用寿命长，阻尼特性大，减振效果好等优点，另外可以通过在连接处增加应变片来测量转矩。

但是，传统的金属橡胶力矩传感器CN 107671875 A结构设计不够合理，由于应力集中在应变梁上，导致力矩传感器承担负载能力小；以上问题亟需解决。

发明内容

本发明是为了解决传统的金属橡胶力矩传感器由于应力集中在应变梁与应变梁挡板连通部，导致力矩传感器承担负载能力小的问题，本发明提供了一种局部结构强化的大负载柔性力矩传感器。

局部结构强化的大负载柔性力矩传感器，包括内圈、外圈、四个金属橡胶垫和挡板，

内圈扣装在外圈上，四个金属橡胶垫预压缩在内圈和外圈扣合后所围成的区域空间内，挡板盖装在外圈上；

外圈包括环形外圈基板、环形凸台、两个应变梁、四个应变梁挡板，环形凸台设置在环形外圈基板的一个端面上，两个应变梁设置在环形外圈基板内壁上，且每个应变梁的左右两侧各设有一个应变梁挡板，且应变梁上安装有应变片；

应变梁与应变梁挡板相交部分构成的连通部，且连通部在轴向方向上设有凸沿，凸沿与内圈和挡板均为非接触。

优选的是，环形外圈基板与环形凸台之间设有加强筋。

优选的是，外圈上的环形外圈基板的另一个端面上设有凹沿，内圈扣装在外圈的凹沿上。

优选的是，挡板上设有定位凸台，且定位凸台与内圈固定连接。

优选的是，内圈的环形内圈基板上设有第一应变凸沿安置孔，且挡板上设有第二应变凸沿安置孔；

第一应变凸沿安置孔和第二应变凸沿安置孔用于共同盛放凸沿。

优选的是，所述内圈和挡板通过螺栓固定连接。

优选的是，每个金属橡胶垫预压缩5°。

优选的是，应变梁挡板与环形外圈基板的内壁间留有至少3mm的间隙。

本发明带来的有益效果是，本发明在应变梁与应变梁挡板相交部分构成的连通部上设有凸沿，使其对应变梁与应变梁挡板相交部分的强度，使力矩传感器可以承受更大的转矩，承载能力提高20％，本发明改善了零件之间的接触情况，结构设计合理，减小了转动摩擦。

附图说明

图1和图2均为本发明所述局部结构强化的大负载柔性力矩传感器的结构示意图；

图3为内圈和外圈的装配图；

图4为外圈与挡板的装配图。

具体实施方式