Para realizar o controle preciso de força em robôs colaborativos, foi desenvolvido um sensor de torque integrado in situ utilizando a deformação da roda flexível do redutor harmônico. Foi proposta uma metodologia de compensação de ondulação residual baseada no modelo de série de Fourier para melhorar a precisão da medição. Primeiramente, foi analisada a regra de deformação na parte inferior da roda flexível e projetada uma estrutura de grade sensível à deformação através do princípio de sobreposição senoidal; em seguida, foi estabelecido um modelo de série de Fourier entre a ondulação e o ângulo do gerador de ondas para compensar a ondulação residual; por fim, foi desenvolvido um banco de testes para realizar ensaios de carga. Os resultados mostraram que, com o gerador de ondas em estado estacionário e aplicação de excitação instantânea e carga em degrau, os erros de saída do sensor de torque caseiro e do sensor de torque padrão foram de 0,988% e 0,253%, respectivamente; com o gerador de ondas em rotação e aplicação de cargas em mudanças escalonadas, variações senoidais e colisões humanas durante o processo de variação senoidal, os erros foram de 3,822%, 4,247% e 4,456%, respectivamente. O método de compensação proposto neste artigo pode reduzir efetivamente a interferência da ondulação residual na saída do sensor, favorecendo a realização de medições precisas do torque articular.

sensor de torque;redutor harmônico;série de Fourier;compensação de erros