Development of integrated torque sensor for harmonic reducer and Error Compensation

为实现协作机器人精准力控，利用谐波减速器柔轮变形研制了一种原位集成转矩传感器。提出了基于傅里叶级数模型的剩余纹波补偿方法提高测量精度。提出了基于傅里叶级数模型的剩余纹波补偿方法提高测量精度。首先，分析了柔轮底部应变规律，通过正弦叠加的原理设计了应变敏感栅结构；然后建立纹波与波发生器角度之间的傅里叶级数模型，补偿剩余纹波；最后，研制了测试平台进行加载测试，结果表明，在波发生器静止状态下施加瞬时激励和阶跃负载，自制转矩传感器与标准转矩传感器输出误差为0.988%和0.253%；在波发生器旋转状态下施加阶梯变化、正弦变化、正弦变化过程中人为碰撞三种形式的负载，自制转矩传感器与标准转矩传感器输出误差为3.822%，4.247%和4.456%。本文提出的补偿方法能有效降低剩余纹波对传感器输出的干扰，有利于推动关节转矩精准测量的实现。