[发明专利]谐波减速器、测量谐波减速器中扭矩的方法、及机器人

权利要求书

1.一种谐波减速器，包括：

波发生器；

刚轮，其设有内齿；

柔轮，其设于所述波发生器与所述刚轮之间，并构造成能够与所述刚轮的所述内齿相互啮合；

多组扭矩传感器，其中所述多组扭矩传感器中的每一组包括多个应变片，所述多组扭矩传感器中的每一组分别用于在所述柔轮的转动过程中测量由所述谐波减速器传递的扭矩，其中由所述多组扭矩传感器中的每一组测量的信号包含扭矩波动量，并且所述多组扭矩传感器交叉地布置；以及

处理器，其配置成根据由所述多组扭矩传感器测量的信号，计算由所述谐波减速器传递的真实扭矩，其中所述真实扭矩不包含扭矩波动量。

2.根据权利要求1所述的谐波减速器，其特征在于，所述多组扭矩传感器包括第一组扭矩传感器和第二组扭矩传感器，所述第一组扭矩传感器包括四个应变片，所述第二组扭矩传感器包括四个应变片，所述第一组扭矩传感器中的应变片与所述第二组扭矩传感器中的应变片以相互间隔45°的方式交叉地布置。

3.根据权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，还包括：

角度测量装置，其构造成在所述柔轮的转动过程中测量所述波发生器相对于所述柔轮的角度。

4.根据权利要求3所述的谐波减速器，其特征在于，所述处理器根据下式来计算所述真实扭矩：

其中，τ_o是由所述谐波减速器传递的真实扭矩，τ₁是由所述第一组扭矩传感器测量的扭矩值，τ₂是由所述第二组扭矩传感器测量的扭矩值，θ是所述波发生器相对于所述柔轮的角度。

5.根据权利要求3所述的谐波减速器，其特征在于，所述角度测量装置包括第一角度传感器和第二角度传感器，所述第一角度传感器构造成在所述柔轮的转动过程中测量所述波发生器相对于所述刚轮的角度，所述第二角度传感器构造成在所述柔轮的转动过程中测量所述柔轮相对于所述刚轮的角度，由此在所述柔轮的转动过程中测量所述波发生器相对于所述柔轮的角度。

6.根据权利要求1所述的谐波减速器，其特征在于，所述多组扭矩传感器包括第一组扭矩传感器、第二组扭矩传感器、以及第三组扭矩传感器，所述第一组扭矩传感器包括四个应变片，所述第二组扭矩传感器包括四个应变片，所述第三组扭矩传感器包括四个应变片，所述第一组扭矩传感器中的应变片、所述第二组扭矩传感器中的应变片、以及所述第三组扭矩传感器中的应变片以相互间隔30°的方式交叉地布置，其中所述第二组扭矩传感器中的每一个应变片与相邻的所述第一组扭矩传感器中的应变片相比提前30°，并且所述第三组扭矩传感器中的每一个应变片与相邻的所述第一组扭矩传感器中的应变片相比延迟30°。

7.根据权利要求6所述的谐波减速器，其特征在于，所述处理器根据下式来计算所述真实扭矩：

τ_o＝τ₅+τ₆-τ₄

其中，τ_o是由所述谐波减速器传递的真实扭矩，τ₄是由所述第一组扭矩传感器测量的扭矩值，τ₅是由所述第二组扭矩传感器测量的扭矩值，τ₆是由所述第三组扭矩传感器测量的扭矩值，τ_o是谐波减速器的输出扭矩值。

8.根据权利要求6所述的谐波减速器，其特征在于，所述处理器根据下式来计算所述真实扭矩：

或其中，τ_o是由所述谐波减速器传递的真实扭矩，τ₄是由所述第一组扭矩传感器测量的扭矩值，τ_5′是由所述第二组扭矩传感器测量的扭矩值，τ_6′是由所述第三组扭矩传感器测量的扭矩值，Δα为所述第二组扭矩传感器与所述第一组扭矩传感器之间的角度偏差，Δβ为所述第三组扭矩传感器与所述第一组扭矩传感器之间的角度偏差。