申請(qǐng)人

北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

發(fā)明人

杜寶森 劉書選 劉嘉宇 楊濤 等

專利號(hào)

201710719964.5

公告日

2019-11-29

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械臂柔順力控制領(lǐng)域，涉及一種機(jī)械臂關(guān)節(jié)作用力傳感和控制裝置。

權(quán)利要求書

（1）一種基于電流力矩混合傳感的機(jī)械臂關(guān)節(jié)柔性控制裝置，其特征在于：包括關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制器、關(guān)節(jié)電流傳感器模塊、關(guān)節(jié)力矩傳感器模塊；關(guān)節(jié)電流傳感器模塊采集關(guān)節(jié)電機(jī)三相電流，當(dāng)三相電流發(fā)生變化時(shí)，關(guān)節(jié)力矩傳感器模塊開始采集力矩?cái)?shù)據(jù)，并送至關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制器；關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)力矩?cái)?shù)據(jù)判斷關(guān)節(jié)是否受到外力作用；當(dāng)判斷受到外力作用時(shí)，關(guān)節(jié)電流傳感器模塊采集關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的功率電流，關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)采集到的關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的功率電流計(jì)算獲得機(jī)械臂關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度，并控制機(jī)械臂關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

（2）根據(jù)權(quán)利要求（1）所述的一種基于電流力矩混合傳感的機(jī)械臂關(guān)節(jié)柔性控制裝置，其特征在于：所述關(guān)節(jié)力矩傳感器模塊包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)、N個(gè)彈性梁和N組力矩傳感器；彈性梁連接內(nèi)環(huán)和外環(huán)，力矩傳感器放置于彈性梁上，每個(gè)彈性梁對(duì)應(yīng)一組力矩傳感器；內(nèi)環(huán)與本機(jī)械臂關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)電機(jī)輸出軸固定，外環(huán)連接下一個(gè)機(jī)械臂關(guān)節(jié)；力矩傳感器的導(dǎo)線通過位于內(nèi)環(huán)中心的中孔穿過結(jié)構(gòu)件和關(guān)節(jié)輸出軸接入關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制器；N為不小于3的正整數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于電流力矩混合傳感的機(jī)械臂關(guān)節(jié)柔性控制裝置，解決了機(jī)械臂在人機(jī)交互操作過程中受到外加作用力情況下機(jī)械臂關(guān)節(jié)主動(dòng)力控的問題。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）采用電流和力矩雙參數(shù)混合傳感的方式進(jìn)行機(jī)械臂關(guān)節(jié)力控，電流參數(shù)提供受力觸發(fā)和控制參數(shù)計(jì)算，力矩參數(shù)實(shí)現(xiàn)受力有效性的判定。

（2）采用三冗余力矩傳感器進(jìn)行關(guān)節(jié)受力的有效性判斷，有效避免了關(guān)節(jié)軸受到非圓周力的干擾。

（3）電流傳感器采用三相電流和驅(qū)動(dòng)電路功率電流等兩項(xiàng)電流監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)力控。在保證靈敏度的同時(shí)，降低了電流噪聲的干擾。

▲三冗余力矩傳感器原理圖

▲關(guān)節(jié)力控流程

聯(lián)系方式

杜寶森010-68382935