機器人關節力矩標定實驗平臺的設計與研究

金 源，于 淼，田 漪，張 穎，崔建偉*

（1.東南大學 儀器科學與工程學院，南京 210000；2.江蘇省電力試驗研究院有限公司，南京 210000；3.國網江蘇省電力有限公司，南京 210000）

0 引言

協作型機器人因其良好的人機交互性，逐漸成為機器人研究領域的熱點[1,2]。良好的人機交互性要求機器人在人機協作的過程種能感知人與機器人的交互力，從而完成復雜多變的工作任務。為了提高協作機器人的力感知能力進而提高協作機器人的力控制能力，常需要對協作機器人的關節輸出力矩進行精密測量[3,4]。目前，大部分研究常使用模塊化關節力矩傳感器完成對力信息的感知[5,6]。但是這一方法由于增加了額外彈性構件，不僅使協作機器人的機械結構更為復雜，而且進一步加大了協作機器人的整體柔性，從而影響協作機器人的控制準度與精度。為了克服這一缺點，諧波減速器開始與力矩測量技術進行有機結合，利用諧波減速器自身結構所含有的彈性體，將傳統的只起到力矩傳動功能的諧波減速器改進成同時具有力矩傳動與力矩測量功能的諧波測力減速器[7,8]。該方案選擇諧波減速器內的柔輪作為測力彈性體，將柔輪變形量的大小與機器人關節輸出力矩的大小聯系起來，無需增加額外的機械構件，在不增加機械結構復雜性的同時，不引入額外的柔性變形，不降低協作機器人的整體剛度，從而不影響協作機器人的力——位置控制的精確度。然而目前，針對這種內含諧波測力減速器的機器人關節輸出力矩標定平臺研究存在一定空白，因而本文設計了一套機器人關節輸出力矩的標定實驗平臺。……