專利名稱：基于傳感器的諧波驅動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機電驅動，具體說是一種基于傳感器的諧波驅動裝置。
與其它減速器相比，諧波減速器以其重量小、結構緊湊、幾乎無齒隙以及高傳動效率等優點，特別適合工業機器人、自動化儀器設置、航空/航天等領域的需要。然而，諧波減速器也有諧波振動、周期性傳動誤差、輸出紋波、難以逆向驅動等弱點，這些不足可以導致其負載的跟蹤性能變差，特別是在高速運動和僅有電機側傳感器的情況下更是如此。歸納起來，諧波減速器的主要問題有以下三個方面1)存在傳動誤差。通常情況下，經過大變比減速之后，該誤差本身并不明顯；但是它能夠導致諧波減速器輸出振動；振動的主導頻率是諧波減速器輸入軸轉動(伺服電機轉動)角頻率的兩倍，即振動頻率依賴于諧波驅動單元的期望軌跡。如果該振動頻率進入諧波驅動單元的諧振頻帶，將導致更加嚴重的諧波諧振。
2)傳動剛性差。諧波減速器的柔性部件降低整個諧波驅動單元的諧振頻帶。低頻率諧振是影響控制系統穩定性的最主要因素，它制約著控制增益的提高，也就限制了對擾動力矩的抑制作用，最終導致系統的控制精度下降。同時要求嚴格限制諧波減速器的最大輸入轉速，以避免輸出振動進入諧振頻帶。
3)逆向可驅動能力差。大減速比以及內摩擦導致諧波驅動系統的逆向可驅動性很差，這將導致以下問題(a)難以對諧波驅動單元實施力控制；(b)難以構造出手手-手示教系統；(c)對于易損壞部件及操作者構成威脅，難以構造出安全的人機合作系統。
為了克服上述不足，本實用新型的目的是提供一種抗干擾和逆向可驅動能力強，軌跡跟蹤精度高的基于傳感器的諧波驅動裝置。
本實用新型的技術方案是由電機、連軸結、諧波減速器組成，其中所述電機上裝有編碼器，安裝于機座上，其輸出軸通過連軸結與諧波減速器相耦合，還包括力矩傳感器、附加連桿及加速度傳感器，在諧波減速器與負載之間安裝一力矩傳感器，在諧波減速器的輸出端安裝一附加連桿，附加連桿上設有兩個測量驅動裝置轉動加速度用的加速度傳感器。
本實用新型具有如下優點本實用新型同時實現了對諧波減速器輸出力矩和加速度的直接測量，測量信息反饋到伺服電機的控制電路，可以克服諧波減速器本身所固有的問題，如在自由運動狀態下的諧波振動及諧波諧振，內摩擦力，對電機轉子慣量的放大作用以及在與外環境/工件/操作者相接觸狀態下對接觸力的非敏感。具有抗不確定因素(如未知外負載)及擾動力強、軌跡跟蹤精度高，結構簡單，適應工作場合及工作環境變化的特點。
圖1為本實用新型結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型結構作進一步詳細說明。
如圖1所示，由電機3、連軸結4、諧波減速器5組成，其中所述電機3上裝有編碼器2，安裝于機座1上，其輸出軸通過連軸結4與諧波減速器5相耦合，其特征在于還包括力矩傳感器6、附加連桿7及加速度傳感器8，在諧波減速器5與負載之間安裝一力矩傳感器6，在諧波減速器5的輸出端安裝一附加連桿7，附加連桿7上設有兩個測量驅動裝置轉動加速度用的加速度傳感器8。
權利要求1．一種基于傳感器的諧波驅動裝置，由電機(3)、連軸結(4)、諧波減速器(5)組成，其中所述電機(3)上裝有編碼器(2)，安裝于機座(1)上，其輸出軸通過連軸結(4)與諧波減速器(5)相耦合，其特征在于還包括力矩傳感器(6)、附加連桿(7)及加速度傳感器(8)，在諧波減速器(5)與負載之間安裝一力矩傳感器(6)，在諧波減速器(5)的輸出端安裝一附加連桿(7)，附加連桿(7)上設有兩個測量驅動裝置轉動加速度用的加速度傳感器(8)。
專利摘要本實用新型涉及機電驅動,具體說是一種基于傳感器的諧波驅動裝置。由電機、連軸結、諧波減速器組成,其中所述電機上裝有編碼器,安裝于機座上,其輸出軸通過連軸結與諧波減速器相耦合,還包括力矩傳感器、附加連桿及加速度傳感器,在諧波減速器與負載之間安裝一力矩傳感器,在諧波減速器的輸出端安裝一附加連桿,附加連桿上設有兩個測量驅動裝置轉動加速度用的加速度傳感器。它抗干擾和逆向可驅動能力強,軌跡跟蹤精度高,結構簡單。
文檔編號G01D5/02GK2460968SQ0026551
公開日2001年11月21日 申請日期2000年12月27日 優先權日2000年12月27日
發明者韓建達, 王越超, 談大龍 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所