[发明专利]一种具有力矩反馈的机械臂关节及其力矩计算方法

权利要求书

1.一种具有力矩反馈的机械臂关节，包括电机(1)、受所述电机(1)驱动的副齿轮(2)、与所述副齿轮(2)啮合的主齿轮(3)、扭矩传感装置、主轴(5)，其特征在于，所述扭矩传感装置至少包括扭转部(41)、电机角度传感器(42)和主轴角度传感器(43)；所述扭转部(41)套设于所述主轴(5)，且一端固定于所述主轴(5)上，另一端套设有所述主齿轮(3)，受所述主齿轮(3)驱动。

2.根据权利要求1所述的具有力矩反馈的机械臂关节，其特征在于，所述电机角度传感器(42)设置于所述电机(1)的输出轴上，所述主轴角度传感器(43)靠近所述主轴(5)的尾端设置。

3.根据权利要求1所述的具有力矩反馈的机械臂关节，其特征在于，所述电机角度传感器(42)设置于所述电机(1)的输出轴上，所述主轴角度传感器(43)设置于所述主轴(5)的轴线的延长线上。

4.根据权利要求1所述的具有力矩反馈的机械臂关节，其特征在于，所述电机角度传感器(42)为磁编码器，所述主轴角度传感器(43)为磁编码器。

5.根据权利要求1所述的具有力矩反馈的机械臂关节，其特征在于，所述电机角度传感器(42)为光电编码器，所述主轴角度传感器(43)为光电编码器。

6.根据权利要求4所述的具有力矩反馈的机械臂关节，其特征在于，所述电机角度传感器(42)包括电机角度传感器芯片(422)、与所述电机角度传感器芯片(422)配合的电机磁钢(421)，所述电机磁钢(421)固设于所述电机(1)的输出轴上；所述主轴角度传感器(43)包括主轴角度传感器芯片(432)、与所述主轴角度传感器芯片(432)配合的主轴磁钢(431)，所述主轴角度传感器芯片(432)固设于所述主轴(5)的轴线延长线上。

7.根据权利要求6所述的具有力矩反馈的机械臂关节，其特征在于，所述电机磁钢(421)和所述主轴磁钢(431)位于该具有力矩反馈的机械臂关节的同一侧。

8.根据权利要求6所述的具有力矩反馈的机械臂关节，其特征在于，所述电机磁钢(421)与所述电机角度传感器芯片(422)正对且间距设置，所述主轴磁钢(431)与所述主轴角度传感器芯片(432)正对且间距设置。

9.根据权利要求7所述的具有力矩反馈的机械臂关节，其特征在于，所述主轴(5)为中空轴，所述主轴磁钢(431)通过尾磁钢托(433)与所述主轴(5)的端面同轴正对且间距地固定设置在所述主轴(5)的尾端。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的机械臂关节力矩计算方法，其特征在于，所述电机角度传感器芯片(422)检测所述电机磁钢(421)的转动角度α，所述主轴角度传感器芯片(432)检测所述主轴磁钢(431)的转动角度β，所述扭转部(41)的转矩系数为K、长度为L，所述副齿轮(2)与所述主齿轮(3)的减速比为i_m，

所述扭矩传感装置输出的扭矩值为T，