能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種傳動裝置，具體地說一種能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置。包括扭矩傳感器、定子、動子及柔性連接件，其中扭矩傳感器通過軸承與動子轉動連接，所述定子設置于動子的外側、并與扭矩傳感器固聯，所述定子通過柔性連接件與動子連接，所述柔性連接件為拉簧。本實用新型可以根據實際需求改變拉簧的剛度和數量，可以在不改變機械結構外形和尺寸的條件下改變柔性傳動部件剛度，具有良好的適配性。
【專利說明】能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳動裝置，具體地說一種能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置。

【背景技術】
[0002]隨著機器人應用的普及，人和機器人的協同工作正成為機器人領域的重要研宄內容。傳統(tǒng)的機器人為了達到高精度的目的，其關節(jié)剛度普遍很高，而且缺乏輸出力矩傳感器。因此在正常使用過程中，為了確保人的安全，需要人遠離機器人，并且一旦發(fā)生人和機器人碰觸的危險狀況，機器人很難感知危險的發(fā)生，也就難以確保人的安全。這種情況極大地限制了機器人的使用和推廣。
實用新型內容
[0003]針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置。該裝置可應用于高性能柔性機械臂、高安全性機器人、機器人柔順控制等領域。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]一種能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，包括扭矩傳感器、定子、動子及柔性連接件，其中扭矩傳感器與動子轉動連接，所述定子設置于動子的外側、并與扭矩傳感器固聯，所述定子通過柔性連接件與動子連接。所述扭矩傳感器通過軸承與動子連接。
[0006]所述動子的一側中心設有用于與電機輸出軸連接的帶鍵槽的圓孔，另一側中心設有用于套裝軸承的圓形凸臺，所述動子上靠近外緣沿周向設有多個用于與柔性連接件連接的通孔I。
[0007]所述定子為圓環(huán)、并圓環(huán)內壁上沿周向設有與動子上的通孔I數目相等的通孔II，所述通孔I和通孔II依次通過多個柔性連接件連接。
[0008]所述通孔I和通孔II分別設置于動子的外圓周和定子的內圓周上設有的凸起上，相鄰兩個柔性連接件對稱斜拉，形成“八”字形，并相鄰兩個“八”字形的開口方向相反。
[0009]所述扭矩傳感器包括內圈和外圈，其中內圈的一側中心設有用于嵌裝軸承的圓形凹槽，所述圓形凹槽的底部中心設有螺紋孔，所述內圈和外圈通過多個沿周向均布的連接梁連接，各連接梁上粘貼有應變片，所述扭矩傳感器通過外圈與定子連接。所述扭矩傳感器的外圈和定子上沿周向均布有多個相對應的螺紋孔，所述扭矩傳感器的外圈和定子在各螺紋孔處通過螺釘連接。
[0010]所述柔性連接件為拉簧，所述拉簧的一端與定子連接，另一端與動子連接。
[0011]本實用新型具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0012]1.本實用新型采用一種簡單易行的結構實現了能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，具有高可靠性和經濟性。
[0013]2.本實用新型采用拉簧連接柔性傳動裝置的定子和動子，可以根據實際需求改變拉簧的剛度和數量，可以在不改變機械結構外形和尺寸的條件下改變柔性傳動部件剛度，具有良好的適配性。
[0014]3.本實用新型通過柔性傳動裝置連接電機和其他外圍設備，一方面可以降低電機啟動的沖擊對機械裝置的影響；另一方面，當機械臂與其他物體碰觸時，利用該柔性可以降低碰撞的接觸力，減輕可能造成的傷害。
[0015]4.本實用新型將柔性傳動裝置定子與扭矩傳感器固連，能夠測量電機的輸出力矩，通過實時檢測該力矩可以判斷是否發(fā)生危險碰撞，達到提高操作者安全性的目的；還可以應用于高精度打磨、拋光等需要力柔順控制的加工領域，獲得更好的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1本實用新型的結構爆炸圖；
[0017]圖2為本實用新型中定子與動子通過拉簧連接的結構示意圖；
[0018]圖3為本實用新型中動子的立體示意圖之一；
[0019]圖4為本實用新型中動子的立體示意圖之二 ；
[0020]圖5為本實用新型中定子的結構示意圖；
[0021]圖6為本實用新型中扭矩傳感器的立體示意圖之一；
[0022]圖7為本實用新型中扭矩傳感器的立體示意圖之二 ；
[0023]其中:I為扭矩傳感器，2為定子，3為拉簧，4為動子，5為軸承。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0025]如圖1所示，本實用新型包括扭矩傳感器1、定子2、動子4及柔性連接件，其中扭矩傳感器I通過軸承5與動子4轉動連接，限制徑向自由度。所述定子2設置于動子4的外側、并與扭矩傳感器I固聯，所述定子2通過柔性連接件與動子4連接。
[0026]如圖3、圖4所示，所述動子4的一側中心設有用于與電機輸出軸連接的帶鍵槽的圓孔，另一側中心設有用于套裝軸承5的圓形凸臺，所述動子4上靠近外緣沿周向設有多個用于與柔性連接件連接的通孔I。
[0027]如圖5所示，所述定子2為圓環(huán)、并圓環(huán)內壁上沿周向設有與動子4上的通孔I數目相等的通孔II，所述通孔I和通孔II依次通過多個柔性連接件連接。所述通孔I和通孔II分別設置于動子4的外圓周和定子2的內圓周上設有的凸起上，相鄰兩個柔性連接件對稱斜拉，形成“八”字形，并相鄰兩個“八”字形的開口方向相反，如圖2所示。
[0028]如圖6、圖7所示，所述扭矩傳感器I包括內圈和外圈，其中內圈的一側中心設有用于嵌裝軸承5的圓形凹槽，圓形凹槽底部中心設有用于與減速機或其他外圍設備連接的螺紋孔。所述內圈和外圈通過多個沿周向均布的連接梁連接，各連接梁上粘貼有應變片，可以通過測量結構的應變間接獲得施加在結構上的扭矩。所述扭矩傳感器I的外圈和定子2上沿周向均布有多個相對應的螺紋孔，所述扭矩傳感器I的外圈和定子2在各螺紋孔處通過螺釘連接。
[0029]本實施例中，所述柔性連接件為拉簧3，所述拉簧3的一端與定子2連接，另一端與動子4連接。通過對稱斜拉的拉簧3，可以保證連接的穩(wěn)定性，并實現期望的轉動剛度，拉簧3的數量可以根據實際需要調整。
[0030]本實用新型的工作原理是:
[0031]所述動子4與電機輸出端過盈配合，通過拉簧3將輸出扭矩傳遞給定子2，定子2與扭矩傳感器I固連，將扭矩進一步輸出到減速機或其他外圍設備。利用傳動裝置定子2、動子4之間拉簧3的柔性，可以減小沖擊力對電機以及外圍設備的傷害。本實用新型在高性能柔性機械臂、高安全性機器人、機器人柔順控制等領域有良好的應用前景。
【權利要求】
1.一種能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，其特征在于:包括扭矩傳感器(1)、定子(2)、動子(4)及柔性連接件，其中扭矩傳感器(I)與動子(4)轉動連接，所述定子(2)設置于動子(4)的外側、并與扭矩傳感器(I)固聯，所述定子(2)通過柔性連接件與動子(4)連接。
2.按權利要求1所述的能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，其特征在于:所述扭矩傳感器⑴通過軸承(5)與動子(4)連接。
3.按權利要求2所述的能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，其特征在于:所述動子(4)的一側中心設有用于與電機輸出軸連接的帶鍵槽的圓孔，另一側中心設有用于套裝軸承(5)的圓形凸臺，所述動子(4)上靠近外緣沿周向設有多個用于與柔性連接件連接的通孔1
4.按權利要求3所述的能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，其特征在于:所述定子(2)為圓環(huán)、并圓環(huán)內壁上沿周向設有與動子(4)上的通孔I數目相等的通孔II，所述通孔I和通孔II依次通過多個柔性連接件連接。
5.按權利要求4所述的能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，其特征在于:所述通孔I和通孔II分別設置于動子(4)的外圓周和定子(2)的內圓周上設有的凸起上，相鄰兩個柔性連接件對稱斜拉，形成“八”字形，并相鄰兩個“八”字形的開口方向相反。
6.按權利要求2所述的能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，其特征在于:所述扭矩傳感器(I)包括內圈和外圈，其中內圈的一側中心設有用于嵌裝軸承(5)的圓形凹槽，所述圓形凹槽的底部中心設有螺紋孔，所述內圈和外圈通過多個沿周向均布的連接梁連接，各連接梁上粘貼有應變片，所述扭矩傳感器(I)通過外圈與定子(2)連接。
7.按權利要求6所述的能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，其特征在于:所述扭矩傳感器(I)的外圈和定子(2)上沿周向均布有多個相對應的螺紋孔，所述扭矩傳感器(I)的外圈和定子(2)在各螺紋孔處通過螺釘連接。
8.按權利要求1-7任一項所述的能夠測量輸出扭矩的柔性傳動裝置，其特征在于:所述柔性連接件為拉簧(3)，所述拉簧(3)的一端與定子(2)連接，另一端與動子(4)連接。
【文檔編號】G01L3/00GK204239655SQ201420698196
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權日:2014年11月19日
【發(fā)明者】袁順寧, 陳鵬, 崔龍, 李濤, 張濤, 陽方平, 李洪誼 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所