협동 로봇의 정밀 힘 제어를 실현하기 위해 하모닉 감속기의 플렉시블 휠 변형을 이용하여 원위치 통합 토크 센서를 개발하였다. 측정 정확도를 향상시키기 위해 푸리에 급수 모델 기반의 잔류 파형 보상 방법을 제안하였다. 먼저 플렉시블 휠 바닥의 변형 규칙을 분석하고 사인 중첩 원리를 통해 변형 감지 격자 구조를 설계하였다; 그 후 파형과 웨이브 제너레이터 각도 사이의 푸리에 급수 모델을 구축하여 잔류 파형을 보상하였다; 마지막으로 부하 테스트를 위한 테스트 플랫폼을 개발하였다. 결과는 웨이브 제너레이터가 정지 상태에서 순간 자극과 계단 부하를 가할 때 자체 제작 토크 센서와 표준 토크 센서의 출력 오차가 각각 0.988%와 0.253%임을 보여주었다; 웨이브 제너레이터가 회전 상태에서 계단 변화, 사인 변화, 사인 변화 중 인위적 충돌 3가지 형태의 부하를 가할 때 자체 제작 토크 센서와 표준 토크 센서의 출력 오차는 각각 3.822%, 4.247%, 4.456%이다. 본 문서에서 제안한 보상 방법은 잔류 파형이 센서 출력에 미치는 간섭을 효과적으로 줄여 관절 토크의 정밀 측정을 촉진한다.

토크 센서;하모닉 감속기;푸리에 급수;오차 보상