[发明专利]用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器及使用方法

权利要求书

1.一种用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器，其特征在于，所述用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器设置有：

弹性元件；

弹性元件包括外环、内环、柔性筋；

弹性元件的外环和内环之间通过两条柔性筋连接；两个光电式位移传感器安装在弹性元件内部空间中并且安装方向相反；

柔性筋设有挡光片安装孔；挡光片安装孔通过螺钉将挡光片正固定在第一柔性筋上，将挡光片逆固定在第二柔性筋上，挡光片正对应一个通过支撑座正安装在外环上的光电位移传感器，挡光片逆对应一个通过支撑座逆安装在外环上的光电位移传感器；

柔性筋上挡光片安装孔的位置应使挡光片正和挡光片逆挡光部分处在光电式位移传感器的中心位置。

2.如权利要求1所述的用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器，其特征在于，所述外环上设有光电式开关支撑座安装槽，支撑座正安装在支撑座正安装槽上，支撑座逆安装在支撑座逆安装槽上。

3.如权利要求1所述的用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器，其特征在于，所述柔性筋由两条曲线与内外环闭合而成，由两端向中间均匀变窄，并且关于弹性元件中心对称，几何回转范围0°～270°。

4.如权利要求1所述的用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器，其特征在于，所述支撑座正与挡光片正组合使用，支撑座逆与挡光片逆组合使用，挡光片正和挡光片逆的几何形状镜像对称，工作方向相反；不同位置的光电位移传感器所测量的位移方向相反。

5.如权利要求1所述的用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器，其特征在于，所述外环和内环之间通过两条柔性筋连接；外环沿周向设有多个外法兰安装孔，内环沿周向设有多个内法兰安装孔，外法兰安装孔与柔性机械臂关节输出端相连，内法兰安装孔与柔性机械臂关节输入端相连。

6.一种如权利要求1所述用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器的使用方法，其特征在于，所述用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器的使用方法包括：

当机械臂关节受到正向力矩作用时，负载力矩使得弹性元件的内环相对于外环发生相对位移，第一柔性筋受到拉力产生弹性变形的同时带动挡光片正运动，第一光电式位移传感器检测到挡光片正的位移量，转化为正向力矩M_(z+)信息输出；当机械臂关节受到反向力矩作用时，第二柔性筋受到压力产生弹性变形的同时带动挡光片逆反向运动，第二光电式位移传感器检测到挡光片逆的位移量，转化为反向力矩M_(z-)信息输出。

7.一种应用权利要求1～5任意一项所述用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器的机器人一体化关节系统。

8.一种应用权利要求1～5任意一项所述用于柔性机械臂关节的柔性光电式力矩传感器的机器人。