一种具有扭矩检测功能的谐波减速器的制作方法

本技术涉及谐波减速器，特别涉及一种具有扭矩检测功能的谐波减速器。

背景技术：

1、在机器人面向与人协同作业的工作场景时要保证工作过程的安全性能，这就要求其必须具备扭矩感知能力，现阶段通常采用在谐波减速器输出端外加额外扭矩传感器的方法，但这种方法不但额外引入了弹性体，导致机器人各关节的输出刚度下降，并且还增加了机器人的复杂程度。

技术实现思路

1、本实用新型解决了相关技术中的问题，提出一种具有扭矩检测功能的谐波减速器，通过检测负载过程柔轮的受力变形来获取谐波减速器的输出扭矩，在传递动力的同时引入了扭矩测量功能，同时在实施过程中将谐波减速器的柔轮固定，便于扭矩信号的采集，无需外加额外机械结构，安装方便。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种具有扭矩检测功能的谐波减速器，包括波发生器、柔轮、刚轮、交叉滚子轴承和应变片，所述柔轮为一带有外齿的薄壁圆筒结构，所述波发生器安装在柔轮带外齿一端的筒体内侧且与所述柔轮的筒体过盈配合；所述刚轮安装在装有所述波发生器的柔轮外齿端且与所述柔轮外齿啮合；所述交叉滚子轴承安装在柔轮与刚轮之间；所述应变片粘贴在所述柔轮带法兰一侧表面且布置方向为±45°；所述应变片连接的惠斯通电桥电路为惠斯通半桥电路输出或惠斯通全桥电路。

3、作为优选方案，所述应变片的个数为24个，均匀分布在所述柔轮带法兰一侧表面。

4、作为优选方案，在传动过程中，所述柔轮固定，所述波发生器作为输入端，所述刚轮作为输出端。

5、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型利用谐波减速器的柔轮作为弹性体，直接在柔轮法兰表面均匀粘贴多组应变片，既保证了谐波减速器原有的输出性能，又能够实时测得谐波减速器的输出扭矩，测量方式简单并且不会改变谐波减速器原有刚度，无需外加额外机械结构，结构紧凑，便于与电机等部件集成；并且应变片的布置方向为±45°，这与主应变力的方式一致，使得测得的结果更为准确。

技术特征：

1.一种具有扭矩检测功能的谐波减速器，其特征在于：包括波发生器(1)、柔轮(2)、刚轮(3)、交叉滚子轴承(4)和应变片(5)，所述柔轮(2)为一带有外齿的薄壁圆筒结构，所述波发生器(1)安装在柔轮(2)带外齿一端的筒体内侧且与所述柔轮(2)的筒体过盈配合；所述刚轮(3)安装在装有所述波发生器(1)的柔轮(2)外齿端且与所述柔轮(2)外齿啮合；所述交叉滚子轴承(4)安装在柔轮(2)与刚轮(3)之间；所述应变片(5)粘贴在所述柔轮(2)带法兰一侧表面且布置方向为±45°；所述应变片(5)连接的惠斯通电桥电路为惠斯通半桥电路输出或惠斯通全桥电路。

2.根据权利要求1所述的具有扭矩检测功能的谐波减速器，其特征在于：所述应变片(5)的个数为24个，均匀分布在所述柔轮(2)带法兰一侧表面。

3.根据权利要求1所述的具有扭矩检测功能的谐波减速器，其特征在于：在传动过程中，所述柔轮(2)固定，所述波发生器(1)作为输入端，所述刚轮(3)作为输出端。

技术总结
本技术涉及谐波减速器技术领域，特别涉及一种具有扭矩检测功能的谐波减速器，包括柔轮、波发生器、刚轮、交叉滚子轴承和应变片；波发生器安装在柔轮带齿一端的筒体内侧，刚轮安装在装有波发生器的柔轮一侧与柔轮外齿啮合，交叉滚子轴承安装在柔轮与刚轮之间，应变片粘贴在柔轮法兰表面。当有外负载作用于谐波减速器时，柔轮会产生弹性变形，贴附于其表面的应变片也会产生相应的变形并通过惠斯通电桥电路叠加后输出，实现对谐波减速器扭矩的检测，本技术测量方式简单，无需外加额外机械结构，能够准确测得谐波减速器输出端的扭矩。

技术研发人员：魏洪兴,崔元洋,沈文强,王晓东,娄志峰,靳宇,牟联树,张海豹
受保护的技术使用者：遨博（北京）智能科技股份有限公司
技术研发日：20230824
技术公布日：2024/3/12