Um eine präzise Kraftregelung bei kollaborativen Robotern zu erreichen, wurde unter Verwendung der Verformung des flexiblen Rades eines harmonischen Getriebes ein in situ integrierter Drehmomentsensor entwickelt. Es wurde eine auf dem Fourier-Reihen-Modell basierende Methode zur Kompensation von Restwelligkeiten vorgeschlagen, um die Messgenauigkeit zu verbessern. Zunächst wurde das Deformationsmuster am Boden des flexiblen Rades analysiert und eine dehnungsempfindliche Gitterstruktur nach dem Prinzip der sinusförmigen Überlagerung entworfen; danach wurde ein Fourier-Reihen-Modell zwischen der Welligkeit und dem Winkel des Wellengenerators erstellt, um die Restwelligkeit zu kompensieren; schließlich wurde eine Testplattform zur Belastungsprüfung entwickelt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei stationärem Wellengenerator und der Anwendung von sofortiger Erregung sowie Stufenlast die Ausgangsfehler des selbstgebauten Drehmomentsensors und des Standard-Drehmomentsensors 0,988 % und 0,253 % betrugen; bei rotierendem Wellengenerator und dem Anlegen von stufenförmigen, sinusförmigen Lasten sowie manuellen Kollisionen während sinusförmiger Belastungen betrugen die Fehler 3,822 %, 4,247 % und 4,456 %. Die in diesem Artikel vorgeschlagene Kompensationsmethode kann die Störeinflüsse der Restwelligkeit auf die Sensorsignale effektiv reduzieren und fördert die präzise Messung des Gelenkdrehmoments.

Drehmomentsensor;harmonisches Getriebe;Fourier-Reihe;Fehlerkompensation