CN210414620U - 一种应用于机器人关节的扭矩传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于机器人关节的扭矩传感器，包括测量片、支撑片、内法兰、外法兰、走线槽、数采电路及配合止口，所述内法兰处于外法兰的内部并与外法兰连接，所述内法兰的中心开设有通孔，所述数采电路放置于通孔中，所述内法兰与外法兰的连接处还设有弧形缺口，所述弧形缺口中还设有支撑片和测量片，所述测量片上还粘贴有应变计，内法兰的一侧设有走线槽，另一侧设有配合止口，所述走线槽一端与弧形缺口相接，另一端与通孔相接。本实用新型的有益效果是：在不明显增加厚度和质量的情况下，在扭矩传感器的结构中设计了安放数采电路的功能，并将扭矩传感器的毫伏级电压信号转换成数字量输出，提高了传感器的抗干扰能力。

Description

一种应用于机器人关节的扭矩传感器

技术领域

本实用新型传感器技术领域，具体涉及一种应用于机器人关节的扭矩传感器。

背景技术

轻型构造的机器人具有由经由关节连接的多个臂构件或连杆组成的铰接臂或机械手，铰接件借助对应的驱动单元致动，以便选择性地使臂构件相对于机械手的邻 接所述臂构件的臂构件转动。这些机器人的重要部件是用于检测因连杆本身的运动或者从外部作用的力引起的扭矩的扭矩传感器。在大多数情况下，这些扭矩传感器安装在机器人 的所有可移动连杆之中或之上，这允许柔顺地控制机械手，由于空间的限制，老式机器人扭矩传感器一般为模拟信号输出，输出量为毫伏级电压值，再通过数采设备采集处理后提供给机器人控制器。毫伏级电压信号易受到工业现场的电磁干扰，从而使得传感器噪音较大，损失测量精度。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中所提到的问题，本实用新型提供一种应用于机器人关节的扭矩传感器，包括测量片、支撑片、内法兰、外法兰、走线槽、数采电路及配合止口，所述内法兰处于外法兰的内部并与外法兰连接，所述内法兰的中心开设有通孔，所述数采电路放置于通孔中，所述内法兰与外法兰的连接处还设有弧形缺口，所述弧形缺口中还设有支撑片和测量片，所述测量片上还粘贴有应变计，并连接成惠斯通电桥，所述内法兰的一侧设有走线槽，用于安置应变计的导线，另一侧设有配合止口，用于连接安装时的定位，所述走线槽一端与弧形缺口相接，另一端与通孔相接。

较佳的，所述内法兰上设有一圈第一对接孔，所述外法兰上设有一圈第二对接孔，分别用于与机器人减速机和下一级关节的对接紧固。

较佳的，所述数采电路中包括AD模块、通信模块和MCU，所述通信模块和MCU置于数采电路中心，所述AD模块环绕数采电路中心设置。

较佳的，所述内法兰中心的通孔为圆形。

较佳的，所述内法兰中心的通孔为方形。

较佳的，所述内法兰与外法兰之间对称设有四个弧形缺口，每个弧形缺口中设有两片测量片和支撑片，支撑片置于两片测量片之中。

本实用新型的有益效果为：在不明显增加厚度和质量的情况下，在扭矩传感器的结构中设计了安放数采电路的功能，并将扭矩传感器的毫伏级电压信号转换成数字量输出，提高了传感器的抗干扰能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型产品正面结构图；

图2为本实用新型背面结构图；

图3为本数采电路结构图。

图中：1、测量片；2、支撑片；3、外法兰；4、走线槽；5、内法兰；6、数采电路；7、配合止口；8、弧形缺口；9、第一对接孔；10、第二对接孔；11、通孔；12、AD模块；13、通信模块；14、MCU。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种应用于机器人关节的扭矩传感器，由测量片1、支撑片2、内法兰5、外法兰3、走线槽4、数采电路6及配合止口7构成，内法兰5处于外法兰3内部并与外法兰3连接，内法兰5的外边缘与外法兰3的相接处还设有弧形缺口8，弧形缺口8共有4个，在内法兰5的外边缘上对称设置，每个弧形缺口8内都设有2片测量片1和支撑片2，支撑片2设置于2片测量片1之中，支撑片2和测量片1均为一端与外法兰3内边缘连接，另一端与内法兰5连接，每片测量片1上粘贴有应变计（图中未显示），并连接成惠斯通电桥，应变计是能够将工程构件上的应变即尺寸变化转换成电阻变化的变化器，应变计的导线安置在走线槽4中，走线槽4位于内法兰5上的一侧，一端与弧形缺口8相接，另一端与法兰中心的通孔11相接，内法兰5背面上对应走线槽4一侧还设有配合止口7，配合止口7用于连接安装时的定位，内法兰5上中心开有方形或圆形通孔11，用于放置数采电路6。数采电路6中含有AD模块12、通信模块13和MCU14，如图3所示，数采电路可以为圆形，固定连接在圆形的通孔11中，用于接收应变计组成的惠斯通电桥输出的信号并将电桥的模拟信号转换成为数字信号并输出。内法兰5和外法兰3上各有一圈对接孔，处于内法兰5直径上的第一对接孔9的直径要大于处于外法兰3上的第二对接孔10的直径，内法兰5上每个弧形缺口8之间均匀的设有三个第一对接孔9，第一对接孔9和第二对接孔10分别用于与机器人减速机和下一级关节的对接紧固。在传感器使用时，内法兰5与机器人的减速机固连；外法兰3与机器人的下一级关节固连。下一级关节在受力后的产生的力矩会作用在本发明的扭矩传感器上，由于测量片1产生微小的变形，使得应变计随之变形，应变计的电阻发生变化，其组成的惠斯通电桥会输出一定的电压信号，通过导线传递给数采电路6板，数采电路6板上的AD模块12进行A/D转换，MCU14对信号进行计算处理并由通信模块13输出，由本发明传感器测量并将测量结果上传到机器人控制器。由于数据传输过程中使用的是数字信号，因此避免了工业现场的电磁干扰，本实用新型在不明显增加厚度和质量的情况下，在扭矩传感器的结构中设计了安放数采电路的功能，并将扭矩传感器的毫伏级电压信号转换成数字量输出，提高了传感器的抗干扰能力。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种应用于机器人关节的扭矩传感器，其特征在于：包括测量片（1）、支撑片（2）、内法兰（5）、外法兰（3）、走线槽（4）、数采电路（6）及配合止口（7），所述内法兰（5）处于外法兰（3）的内部并与外法兰（3）连接，所述内法兰（5）的中心开设有通孔（11），所述数采电路（6）放置于通孔（11）中，所述内法兰（5）与外法兰（3）的连接处还设有弧形缺口（8），所述弧形缺口（8）中还设有支撑片（2）和测量片（1），所述测量片（1）上还粘贴有应变计，内法兰（5）的一侧设有走线槽（4），另一侧设有配合止口（7），所述走线槽（4）一端与弧形缺口（8）相接，另一端与通孔（11）相接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于机器人关节的扭矩传感器，其特征在于：所述内法兰（5）上设有一圈第一对接孔（9），所述外法兰（3）上设有一圈第二对接孔（10）。

3.根据权利要求2所述的一种应用于机器人关节的扭矩传感器，其特征在于：所述数采电路（6）中包括AD模块（12）、通信模块（13）和MCU（14），所述通信模块（13）和MCU（14）置于数采电路（6）中心，所述AD模块（12）环绕数采电路（6）中心设置。

4.根据权利要求3所述的一种应用于机器人关节的扭矩传感器，其特征在于：所述内法兰（5）中心的通孔（11）为圆形。

5.根据权利要求3所述的一种应用于机器人关节的扭矩传感器，其特征在于：所述内法兰（5）中心的通孔（11）为方形。

6.根据权利要求4所述的一种应用于机器人关节的扭矩传感器，其特征在于：所述内法兰（5）与外法兰（3）之间对称设有四个弧形缺口（8），每个弧形缺口（8）中设有两片测量片（1）和支撑片（2），支撑片（2）置于两片测量片（1）之中。

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