串联弹性驱动器内嵌扭矩传感器的研究

摘要

cqvip:针对串联弹性驱动器(SEA)的优点和特性,对SEA系统的扭矩传感器进行了研究,提出了一种扭矩传感器的设计方法,并对SEA系统进行了整体设计。首先分析了现有的SEA扭矩传感器发展现状,选择轮辐式结构作为传感器设计方案;然后利用静力学方法计算了协作机器人关节受力情况,提出了扭矩传感器设计指标;结合空间限定条件以及材料力学特性提出了传感器弹性体的参数化设计方法,得到了传感器关键尺寸参数,利用Solidworks建立了传感器三维模型并利用ANSYS进行了有限元分析;最后对关键零件进行了选型,提出了一种SEA系统的整体设计方案。研究结果显示,扭矩传感器强度高、体积小;SEA系统结构设计合理,装配工艺性能良好。