[发明专利]一种协作机器人表面覆盖式触觉传感装置

说明书

本发明涉及工业机器人技术领域，公开了一种协作机器人表面覆盖式触觉传感装置，包括：形变机构，用于覆盖在协作机器人的待测部件上，形变机构响应于施加在形变机构的外部接触力产生与外部接触力相对应的形变量；传动放大结构，与形变机构相连，用于将形变机构产生的形变运动进行传动，并放大形变机构的形变量得到传动放大结构的位移量。传动放大结构起放大作用，将形变机构的形变运动进行传动，并放大形变机构的形变量得到传动放大结构的位移量，进而将外部接触力转换为容易测量、直观的量，本发明结构简单，易于大规模配置，方便测量外部接触力。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种协作机器人表面覆盖式触觉传感装置。

背景技术

随着机器人领域的不断发展，工业机器人的一个发展方向是协作机器人。协作机器人是一种能够和操作人员在同一个工作空间内共同工作的机器人，因此，机器人必须具备感受外界接触的能力。

目前机器人感受外界接触的形式主要有以下几种，一种是通过测量关节力矩，通过动力学方程来确定与外界的接触力，通常使用关节安装力矩传感器反馈、电流反馈等方式进行关节力的估计；另一种是通过在机器人表面覆盖电子皮肤传感器的方式，能够有效的检测机器人与外界环境的接触。电子皮肤传感器能够精确的定位碰撞的位置，精确的测量接触的力度，具有效果较好、响应快等特点，但是由于使用材料、制作工艺等原因，使得电子皮肤传感器的造价非常高，目前也只是处于实验室的研究阶段并没有成熟的产品出现，更没有在工业现场得到进行应用。

为了能够有效的检测碰撞、降低成本，提出一种通过机械传动方式的表面覆盖式检测传感器。将覆盖在机械臂表面的材料变形通过机械传动结构进行传动和转换，将变形量转换为更加容易测量、直观的量，通过分析来实现接触点位置以及接触力强度的辨识。该方法结构简单，器件容易得到且价格低廉，并且能够达到检测外界接触目的，易于大规模配置。

因此，如何将施加于机械臂的变形量进行传动放大成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于如何将施加于机械臂的变形量进行传动放大。

为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种协作机器人表面覆盖式触觉传感装置，包括：形变机构，用于覆盖在协作机器人的待测部件上，所述形变机构响应于施加在形变机构的外部接触力产生与外部接触力相对应的形变量；传动放大结构，与形变机构相连，用于将形变机构产生的形变运动进行传动，并放大形变机构的形变量得到传动放大结构的位移量。

可选地，还包括：位移检测传感器，设置于传动放大结构的输出端，用于检测传动放大结构输出的位移量，并将其转换得出施加于形变机构的外部接触力。

可选地，形变机构包括：上法兰盘，其为圆环形结构；下法兰盘，平行设置于上法兰盘的一端，其为圆环形结构；钢丝网，钢丝网用于传递外部接触力，并将外部接触力转换为钢丝网的形变量。

可选地，钢丝网包括：钢丝，其一端与下法兰盘固定相连，另一端穿过上法兰盘；钢丝之间呈交叉设置。

可选地，传动放大结构包括：第一法兰盘，设置于上法兰盘的内侧；杠杆机构，设置于第一法兰盘的一端，用于输入形变机构产生的形变量并将其放大后输出。

可选地，杠杆机构包括：弹性件，设置于形变机构上，用于传递外部接触力对形变机构产生的形变量；杠杆，其一端与弹性件固定连接，杠杆用于传动放大形变机构的形变量，杠杆的另一端放大输出弹性件的形变量；杠杆支点，设置于杠杆靠近弹性件的一侧，用于支撑杠杆。

可选地，弹性件为弹簧。