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具有力矩传感器的柔性关节的振动抑制 被引量：21
1
作者 郭闯强 倪风雷 +1 位作者 孙敬颋 刘宏 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期449-454,共6页
针对具有谐波减速器的柔性关节机器人容易产生振动的问题,设计了一种轮辐式力矩传感器.该力矩传感器安装于谐波减速器输出端和机器人臂杆之间,用于反馈机械臂反作用于关节的扭转力矩,从而能够直接获得关节的振动状态信息.基于该力矩传... 针对具有谐波减速器的柔性关节机器人容易产生振动的问题,设计了一种轮辐式力矩传感器.该力矩传感器安装于谐波减速器输出端和机器人臂杆之间,用于反馈机械臂反作用于关节的扭转力矩,从而能够直接获得关节的振动状态信息.基于该力矩传感器信息和计算的关节名义输出力矩,提出了一种新的振动抑制方法,在传统力矩负反馈PD控制器基础上通过增加名义输出力矩前馈补偿,实现了振动的快速抑制.建立了单关节控制实验平台,并进行了梯形轨迹跟踪振动抑制实验.实验结果表明:本文所提出的控制器不但能够快速抑制关节振动,而且不影响轨迹跟踪精度,从而解决了传统力矩负反馈PD控制器不能同时兼顾振动抑制效果和轨迹跟踪精度的问题. 展开更多
关键词 机器人 柔性关节 力矩传感器 振动抑制 前馈补偿
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一种机器人谐波减速器内嵌扭矩传感器的研制 被引量：19
2
作者 潘新安 王洪光 姜勇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期154-161,共8页
针对模块化可重构机器人对关节扭矩测量的需求,研制了一种内嵌于谐波减速器的扭矩传感器。基于二阶纹波模型,对谐波减速器的柔轮进行了应力应变分析。提出了一种基于矢量抵消原理的扭矩传感器设计方法,设计了一种基于三矢量抵消的扭矩... 针对模块化可重构机器人对关节扭矩测量的需求,研制了一种内嵌于谐波减速器的扭矩传感器。基于二阶纹波模型,对谐波减速器的柔轮进行了应力应变分析。提出了一种基于矢量抵消原理的扭矩传感器设计方法,设计了一种基于三矢量抵消的扭矩传感器,使一、二阶纹波及更多阶纹波甚至所有其他高阶纹波都通过矢量叠加而抵消,且通过使用冗余应变片提高测量精度。分析了系统的输出与扭矩的关系,并进行了传感器误差分析。研制了扭矩传感器物理样机和测试平台,并进行了加载测试,结果表明,研制的扭矩传感器具有较高的灵敏度和精度,精度与波发生器的转动有相关性。 展开更多
关键词 关节模块 谐波减速器 扭矩传感器 矢量叠加 应变电桥 误差分析
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紧凑型内嵌扭矩传感器机器人关节设计 被引量：5
3
作者 金力 王成军 +2 位作者 夏科睿 毛吉灿 陆芳 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第24期10356-10361,共6页
内嵌扭矩传感器的紧凑型一体化关节可增加机器人的负载质量比,提高力控安全性,更适用于服务行业。通过对轻型协作机器人关节的研究,提出了机器人关节系统整体设计方案。基于关节设计参数,研究关节系统工况负载下的可靠性。对关节扭矩特... 内嵌扭矩传感器的紧凑型一体化关节可增加机器人的负载质量比,提高力控安全性,更适用于服务行业。通过对轻型协作机器人关节的研究,提出了机器人关节系统整体设计方案。基于关节设计参数,研究关节系统工况负载下的可靠性。对关节扭矩特性进行分析,设计了17型号关节扭矩传感器本体,并采用有限元仿真方法,验证了应变片安装位置的合理性。研制了放大与低通滤波电路系统,并对传感器进行实验分析标定,拟合扭矩电压特性曲线,得到线性度、灵敏度、迟滞和零漂参数。最后对研制的关节整机进行负载测试,并应用于五自由度碳纤维轻型机械臂系统。结果表明:紧凑型内嵌扭矩传感器机器人关节质量轻、负载能力高,扭矩传感器具有较高的精度和灵敏度。 展开更多
关键词 机器人关节 扭矩传感器 驱控一体化 静态标定 轻型机械臂
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关节力矩反馈型协作机器人的阻抗控制研究 被引量：1
4
作者 袁俊杰 胡佳星 +3 位作者 张忠海 何广平 王红伟 周林 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第7期32-35,共4页
针对机器人和环境接触的作业任务,一般方法是利用六维力矩传感器实现阻抗控制,本文利用关节力矩传感器研究阻抗控制。首先,根据拉格朗日法建立动力学模型,基于关节力矩传感器建立阻抗控制模型;然后,根据阻抗控制算法做金相试样的打磨实... 针对机器人和环境接触的作业任务,一般方法是利用六维力矩传感器实现阻抗控制,本文利用关节力矩传感器研究阻抗控制。首先,根据拉格朗日法建立动力学模型,基于关节力矩传感器建立阻抗控制模型;然后,根据阻抗控制算法做金相试样的打磨实验;最后,利用六维力矩传感器做对比实验,分析末端输出力的效果和改变不同阻抗参数对阻抗效果的影响。结果表明:基于关节力矩传感器的阻抗控制策略能够实现对输出力的控制,阻抗控制中力和位置能够同步稳定;惯性参数Mz越小,系统振荡越明显,稳定时间越长,但Mz不影响稳态误差;随着阻尼Bz的增加,响应速度变快,超调变大,但也不会影响系统的稳态误差;Kz主要影响系统的稳态误差,Kz越大,稳态误差越大,且系统越难稳定。所以基于关节力矩传感器的阻抗控制方法,可以完成机器人和环境接触的作业任务,力控制的精度可满足要求。 展开更多
关键词 阻抗控制 关节力矩传感器 打磨实验 协作机器人
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谐波齿轮内嵌力矩传感器设计
5
作者 向馗 刘长城 +1 位作者 彭达坤 唐必伟 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期19-24,共6页
为获取关节级精确输出力矩值,方便实现机器人关节力控,提出一种内嵌于谐波齿轮的力矩传感器设计方案,可有效减少关节模组设计尺寸及质量.采用四对对称分布的应变片粘贴于柔轮底部,提出一种基于激光打点的精确定位方式,以提高应变片定位... 为获取关节级精确输出力矩值,方便实现机器人关节力控,提出一种内嵌于谐波齿轮的力矩传感器设计方案,可有效减少关节模组设计尺寸及质量.采用四对对称分布的应变片粘贴于柔轮底部,提出一种基于激光打点的精确定位方式,以提高应变片定位精度;同时利用卡尔曼滤波方法降低应变片输出信号中转矩脉动干扰;最后,通过样机试制获得试验测试结果,并推导出柔轮力矩与关节输出力矩关系.经优化设计后,内嵌式力矩传感器静态时均方根误差为1.04%,动态时均方根误差为1.27%,具备测量关节模组末端输出力矩的能力. 展开更多
关键词 关节模组 谐波齿轮 力矩传感器 应变片 卡尔曼滤波
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机器人关节力矩传感器电路与数据采集处理系统设计 被引量：4
6
作者 张子建 尚恺 +3 位作者 韩少杰 左堃罡 杜云鹏 董洋洋 《机械与电子》 2019年第7期69-74,共6页
具有力控制功能的机器人具有十分重要的学术研究价值和市场发展前景,该类机器人需要传感器灵敏地检测出关节力矩信息为控制系统提供准确的反馈信息。提出了一种力控机械臂关节力矩传感器电路和数据采集处理系统的设计方案。该方案在尽... 具有力控制功能的机器人具有十分重要的学术研究价值和市场发展前景,该类机器人需要传感器灵敏地检测出关节力矩信息为控制系统提供准确的反馈信息。提出了一种力控机械臂关节力矩传感器电路和数据采集处理系统的设计方案。该方案在尽量简化硬件复杂度的原则上,采用并联补偿的方式抑制零漂,利用温度传感器修正温漂偏差,得到精确的传感器信息;此外,基于卡尔曼滤波算法的预测功能,对传感器的测量值进行了全局优化估计,提高了传感器的测量精度。最后,设计了传感器的原理样机和测试平台,验证了系统设计的有效性。 展开更多
关键词 关节力矩传感器 电路设计 卡尔曼滤波 机械臂
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基于关节力矩传感器的灵巧手指的阻抗控制 被引量：3
7
作者 孙金凤 姜力 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第7期66-68,74,共4页
基于位置的阻抗控制以位置控制为基础,将它作为整个控制器的内环,附加的外环是阻抗力控制器,其控制效果的好坏取决于位置控制器的精确程度。将轨迹跟踪控制算法构建的位置控制器作为控制内环,同样阻抗参数下,增加了控制的稳定性和柔顺性... 基于位置的阻抗控制以位置控制为基础,将它作为整个控制器的内环,附加的外环是阻抗力控制器,其控制效果的好坏取决于位置控制器的精确程度。将轨迹跟踪控制算法构建的位置控制器作为控制内环,同样阻抗参数下,增加了控制的稳定性和柔顺性,减小了超调和跟踪阶段的误差。并给出了基于H IT/DLR灵巧手手指基关节力矩传感器的阻抗控制的实验效果。 展开更多
关键词 基关节力矩传感器 阻抗控制 轨迹跟踪控制
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