[发明专利]一种使用光电编码器测量关节力矩的方法及关节控制方法有效
| 申请号： | 201610338518.5 | 申请日： | 2016-05-23 |
| 公开（公告）号： | CN106041924B | 公开（公告）日： | 2018-06-29 |
| 发明（设计）人： | 李思奇 | 申请（专利权）人： | 北京华悦龙驰科技有限公司 |
| 主分类号： | B25J9/16 | 分类号： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙) 11613 | 代理人： | 齐胜杰 |
| 地址： | 100081 北京市海淀区中关村*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明涉及一种使用光电编码器测量关节力矩的方法，以便更简单、精准的测量关节力矩，其包括步骤：S1、通过光电编码器信号采集电路实时采集电机运动过程中，柔轮轴相对于关节输出轴角度位置变化的角度值信号；S2、通过关节控制器接受步骤S1采集到的角度值信号并进行计算处理，具体包括：步骤S21、计算得到弹性单元中每个线性弹簧的力矩T；步骤S22、将弹性单元中各个线性弹簧的力矩T叠加得到关节输出轴的力矩。本发明还涉及机器人关节的控制方法，将测得的力矩值与力矩参考值、关节力矩补偿相此较，得到力矩差值，再将力矩差值经力矩电流环控制模块转换为电机控制信号，最终控制电机的运行，从而实现对关节的更简单、更精准的控制。 | ||
| 搜索关键词： | 测量关节 关节 光电编码器 角度值信号 弹性单元 线性弹簧 输出轴 光电编码器信号 电机控制信号 关节控制器 环控制模块 机器人关节 采集电路 电机运动 关节控制 关节力矩 计算处理 角度位置 控制电机 力矩电流 实时采集 补偿相 柔轮轴 叠加 采集 参考 转换 | ||
【主权项】：
1.一种使用光电编码器测量关节力矩的方法，其包括如下步骤：S1、通过光电编码器信号采集电路实时采集电机运动过程中，柔轮轴相对于关节输出轴角度位置变化的角度值θ；S2、通过关节控制器接受步骤S1采集到的角度值信号并进行计算处理，得到关节输出轴的力矩，其中，将光电编码器的角度值θ转化为力矩值的方法如下：S21、根据式(1)计算得到弹性单元中每个弹性元件的力矩T，T＝K·θ 式(1)其中，K为弹性元件的刚度系数；S22、将弹性单元中各个弹性元件的力矩T叠加得到关节输出轴的力矩τext，弹性单元中弹性元件为弹簧时，其力矩T按式(2)计算：![]()
其中，R是弹簧安装轴线到关节中心轴线的距离，rs为弹簧的半径。
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