[发明专利]一种串联弹性驱动器

摘要

本发明公开一种串联弹性驱动器，包括交流伺服电机、法兰盘、谐波减速器和弹性单元；弹性单元包括外轮、轮辐、轮芯、3组压簧、3个固定块、深沟球轴承、推力轴承和分体式旋转编码器。交流伺服电机通过法兰盘与谐波减速器相连，弹性单元通过外轮与谐波减速器相连。轮芯为中空结构并通过长螺栓连接在外轮上，轮辐通过推力轴承和深沟球轴承固定在轮芯上，使其在轴向载荷和倾覆力矩下可以绕轮芯正常转动，3个连接块固定于外轮内侧并呈120°均布，连接块通过压簧和轮辐相连，分体式编码器的码盘固定于轮芯上，解码器固定于轮辐上；电机的驱动力矩通过谐波减速器传至弹性单元外轮，外轮通过压簧驱动轮辐转动，并通过分体式旋转编码器读出轮辐相对于外轮的转角，从而计算输出力矩。

主权项

一种串联弹性驱动器，其特征在于：包括伺服电机、法兰盘、谐波减速器、弹性单元；电机的驱动力矩通过谐波减速器传至弹性单元，然后由弹性单元传至负载；所述弹性单元包括外轮、轮辐、轮芯、3组压簧、3个固定块、深沟球轴承、推力轴承和分体式旋转编码器；轮芯通过螺栓连接于外轮上；轮芯上套装轴承，轮辐内侧通孔与所述轴承外侧配合；轮辐外侧设置三支间隔为120°的扫臂，每支扫臂下端有螺纹孔用于连接负载或是末端执行器；所述扫臂上设置限位柱，外轮内侧设置三个间隔为120°的连接块，所述连接块上也设置限位柱，所述连接块上的限位柱与扫臂上的限位块间安装压簧；分体式旋转编码器的读码器固定于轮辐上部，码盘固定于轮芯上；通过分体式旋转编码器测量轮辐相对于外轮的转角进而计算输出到负载的转矩为：T=6Ks(R2+rs23)sin(θs)cos(θs)]]>上式中：T为电机输出到负载的力矩，Ks为压簧的弹性系数，R为压簧中心到弹性单元的中心距，rs为压簧外径，θs为轮辐相对于外轮的偏转角度。