CN2460968Y - 基于传感器的谐波驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机电驱动,具体说是一种基于传感器的谐波驱动装置。由电机、连轴结、谐波减速器组成,其中所述电机上装有编码器,安装于机座上,其输出轴通过连轴结与谐波减速器相耦合,还包括力矩传感器、附加连杆及加速度传感器,在谐波减速器与负载之间安装一力矩传感器,在谐波减速器的输出端安装一附加连杆,附加连杆上设有两个测量驱动装置转动加速度用的加速度传感器。它抗干扰和逆向可驱动能力强,轨迹跟踪精度高,结构简单。
Description
本实用新型涉及机电驱动，具体说是一种基于传感器的谐波驱动装置。
与其它减速器相比，谐波减速器以其重量小、结构紧凑、几乎无齿隙以及高传动效率等优点，特别适合工业机器人、自动化仪器设置、航空/航天等领域的需要。然而，谐波减速器也有谐波振动、周期性传动误差、输出纹波、难以逆向驱动等弱点，这些不足可以导致其负载的跟踪性能变差，特别是在高速运动和仅有电机侧传感器的情况下更是如此。归纳起来，谐波减速器的主要问题有以下三个方面：
1)存在传动误差。通常情况下，经过大变比减速之后，该误差本身并不明显；但是它能够导致谐波减速器输出振动；振动的主导频率是谐波减速器输入轴转动(伺服电机转动)角频率的两倍，即：振动频率依赖于谐波驱动单元的期望轨迹。如果该振动频率进入谐波驱动单元的谐振频带，将导致更加严重的谐波谐振。
2)传动刚性差。谐波减速器的柔性部件降低整个谐波驱动单元的谐振频带。低频率谐振是影响控制系统稳定性的最主要因素，它制约着控制增益的提高，也就限制了对扰动力矩的抑制作用，最终导致系统的控制精度下降。同时要求严格限制谐波减速器的最大输入转速，以避免输出振动进入谐振频带。
3)逆向可驱动能力差。大减速比以及内摩擦导致谐波驱动系统的逆向可驱动性很差，这将导致以下问题：(a)难以对谐波驱动单元实施力控制；(b)难以构造出手手-手示教系统；(c)对于易损坏部件及操作者构成威胁，难以构造出安全的人机合作系统。
为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种抗干扰和逆向可驱动能力强，轨迹跟踪精度高的基于传感器的谐波驱动装置。
本实用新型的技术方案是：由电机、连轴结、谐波减速器组成，其中所述电机上装有编码器，安装于机座上，其输出轴通过连轴结与谐波减速器相耦合，还包括力矩传感器、附加连杆及加速度传感器，在谐波减速器与负载之间安装一力矩传感器，在谐波减速器的输出端安装一附加连杆，附加连杆上设有两个测量驱动装置转动加速度用的加速度传感器。
本实用新型具有如下优点：
本实用新型同时实现了对谐波减速器输出力矩和加速度的直接测量，测量信息反馈到伺服电机的控制电路，可以克服谐波减速器本身所固有的问题，如在自由运动状态下的谐波振动及谐波谐振，内摩擦力，对电机转子惯量的放大作用以及在与外环境/工件/操作者相接触状态下对接触力的非敏感。具有抗不确定因素(如未知外负载)及扰动力强、轨迹跟踪精度高，结构简单，适应工作场合及工作环境变化的特点。
图1为本实用新型结构示意图。
下面结合附图对本实用新型结构作进一步详细说明。
如图1所示，由电机3、连轴结4、谐波减速器5组成，其中所述电机3上装有编码器2，安装于机座1上，其输出轴通过连轴结4与谐波减速器5相耦合，其特征在于：还包括力矩传感器6、附加连杆7及加速度传感器8，在谐波减速器5与负载之间安装一力矩传感器6，在谐波减速器5的输出端安装一附加连杆7，附加连杆7上设有两个测量驱动装置转动加速度用的加速度传感器8。
Claims (1)
1．一种基于传感器的谐波驱动装置，由电机(3)、连轴结(4)、谐波减速器(5)组成，其中所述电机(3)上装有编码器(2)，安装于机座(1)上，其输出轴通过连轴结(4)与谐波减速器(5)相耦合，其特征在于：还包括力矩传感器(6)、附加连杆(7)及加速度传感器(8)，在谐波减速器(5)与负载之间安装一力矩传感器(6)，在谐波减速器(5)的输出端安装一附加连杆(7)，附加连杆(7)上设有两个测量驱动装置转动加速度用的加速度传感器(8)。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104359673A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-02-18 | 成都斯瑞工具科技有限公司 | 谐波减速器传动链误差测量仪及其测量误差的方法 |
| CN110076773A (zh) * | 2014-11-21 | 2019-08-02 | 佳能株式会社 | 机器人设备、制造物品的方法及电机驱动设备 |
| CN111868321A (zh) * | 2018-03-09 | 2020-10-30 | 汉高股份有限及两合公司 | 具有输出模块和传感器模块的设备 |
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2000
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