机器人关节伺服电机扭矩检测方法、检测装置、伺服电机、设备及存储介质与流程

本发明涉及检测领域，尤其涉及一种机器人关节伺服电机扭矩检测方法、检测装置、伺服电机、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着工业技术的发展，机器人已经广泛用于工业生产、探测、医疗服务等各个领域。用于工业生产和探测等领域的机器人，为了完成较为复杂的工作，需要有可以移动的机械臂，而使机械臂有较多自由度是通过机器人关节来实现的。

2、控制机器人关节的通常是伺服电机(servo motor)，伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。为了更好的控制机器人关节的微小运动，需要准确的检测伺服电机的扭矩。检测机器人关节伺服电机的扭矩即检测伺服电机中的谐波减速器的扭矩。扭矩检测的准确性不仅影响机器人的运动性能，而且也关系到机器人是否能正确地执行任务。

3、现有技术中的扭矩检测方法通常采用非接触式检测计来进行检测，通过检测其他参数推算扭矩，精确度不高，误差较大，且结构复杂。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种机器人关节伺服电机扭矩检测方法、检测装置、伺服电机、设备及存储介质。

2、第一方面，本发明提供了一种机器人关节伺服电机扭矩检测方法，所述伺服电机包括谐波减速器和检测装置，所述谐波减速器包括输出轴，

3、所述检测装置包括：设置于所述输出轴上的应变片、信号采集电路及无线传输电路，所述检测装置还包括设置于所述输出轴之外的无线接收电路及信号处理电路；

4、所述方法包括：

5、所述应变片根据所述输出轴的扭矩变化产生电阻值的变化；

6、所述信号采集电路将所述电阻值的变化转化为检测信号；

7、所述无线传输电路将所述检测信号无线发送至所述无线接收电路；

8、所述无线接收电路接收所述检测信号；

9、所述信号处理电路根据所述检测信号，获取所述扭矩的值。

10、可选的，所述检测装置还包括设置于所述输出轴之外的无线供电电路，

11、所述应变片根据所述输出轴的扭矩变化产生电阻值的变化之前，所述方法还包括：

12、所述无线供电电路以无线方式提供电能，

13、所述无线传输电路以无线方式从所述无线供电电路接收电能，并将所述电能提供给所述应变片；

14、所述应变片根据所述输出轴的扭矩变化产生电阻值的变化，包括：

15、所述应变片将所述电阻值的变化以变化电流的方式输出。

16、可选的，所述信号采集电路包括放大单元、滤波单元及模数转换单元，

17、所述信号采集电路将所述电阻值的变化转化为检测信号，包括：

18、所述放大单元接收并放大所述变化电流，输出放大后变化电流；

19、所述滤波单元滤去所述放大后变化电流中的杂波，并输出滤波后变化电流；

20、所述模数转换单元将所述滤波后变化电流转化为检测信号。

21、可选的，所述无线传输电路包括载波生成单元、调制单元和无线发送单元，

22、所述无线传输电路将所述检测信号无线发送至所述无线接收电路，包括：

23、所述载波生成单元生成载波；

24、所述调制单元将所述检测信号调制至所述载波上，成为调制信号；

25、所述无线发送单元采用无线方式发送所述调制信号至所述无线接收电路。

26、可选的，所述无线接收电路包括：无线接收单元及解调单元，

27、所述无线接收电路接收所述检测信号，包括：

28、所述无线接收单元采用无线方式接收所述调制信号；

29、所述解调单元对所述调制信号解调，获得所述检测信号。

30、可选的，所述设置于所述输出轴上的应变片的个数大于等于1，则：

31、所述信号采集电路的个数与所述应变片的个数相等，且每一个信号采集电路与一个所述应变片相对应。

32、可选的，所述设置于所述输出轴上的应变片的个数大于等于1，则：

33、所述载波的个数与所述应变片的个数相等，多个所述载波的参数不同，每一个所述载波调制一个所述检测信号。

34、可选的，若所述应变片有多个，则多个所述应变片均匀设置在所述输出轴上。

35、可选的，若所述应变片有多个，则所述信号处理电路根据所述检测信号，获取所述扭矩的值，包括：

36、所述信号处理电路根据每一个所述检测信号，获取一个参考值；

37、所述信号处理电路获取多个所述参考值的平均值，作为所述扭矩的值。

38、第二方面，提供了一种机器人关节伺服电机扭矩检测装置，所述检测装置应用于所述伺服电机的谐波减速器，所述谐波减速器包括输出轴，所述检测装置包括：

39、应变片，设置于所述输出轴上，用于根据所述输出轴的扭矩变化产生电阻值的变化；

40、信号采集电路，设置于所述输出轴上，用于将所述电阻值的变化转化为检测信号；

41、无线传输电路，设置于所述输出轴上，用于将所述检测信号无线发送至无线接收电路；

42、所述无线接收电路，设置于所述输出轴之外，用于接收所述检测信号；

43、信号处理电路，设置于所述输出轴之外，用于根据所述检测信号，获取所述扭矩的值。

44、第三方面，提供了一种机器人关节伺服电机，所述伺服电机应用于上述的机器人关节伺服电机检测方法。

45、第四方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的方法。

46、第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的方法。

47、本发明提供了一种机器人关节伺服电机扭矩检测方法、检测装置、伺服电机、设备及存储介质，本发明实施例中，检测装置中的应变片、信号采集电路及无线传输电路设置在输出轴上，无论输出轴如何转动，应变片和信号采集电路之间均保持相对静止，可以使得信号采集电路获取的应变片产生的电阻值的变化不会被干扰，减小数据采集的误差，从而提高扭矩的值的检测精度。由于输出轴上的空间是有限的，而输出轴上设置的器件越多，对输出轴的影响会越大，本发明实施例中，将信号处理电路设置在输出轴之外而不是设置在输出轴上，可以减少对输出轴的影响，也使得信号处理电路的功能、体积等可以配置的更强大，处理速度更快。本发明实施例中，由于输出轴是转动的，设置在输出轴上的电路和设置在输出轴之外的电路通过无线传输电路和无线接收电路以无线形式传输数据，可以避免数据线对输出轴转动的影响，也可以避免输出轴转动对数据传输的影响，从而提高检测精度。

技术特征：

1.一种机器人关节伺服电机扭矩检测方法，其特征在于，所述伺服电机包括谐波减速器和检测装置，所述谐波减速器包括输出轴，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测装置还包括设置于所述输出轴之外的无线供电电路，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号采集电路包括放大单元、滤波单元及模数转换单元，

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线传输电路包括载波生成单元、调制单元和无线发送单元，

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述无线接收电路包括无线接收单元及解调单元，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置于所述输出轴上的应变片的个数大于等于1，则：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述设置于所述输出轴上的应变片的个数大于等于1，则：

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，若所述应变片有多个，则多个所述应变片均匀设置在所述输出轴上。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述应变片有多个，则所述信号处理电路根据所述检测信号，获取所述扭矩的值，包括：

10.一种机器人关节伺服电机扭矩检测装置，其特征在于，所述检测装置应用于所述伺服电机的谐波减速器，所述谐波减速器包括输出轴，所述检测装置包括：

11.一种机器人关节伺服电机，其特征在于，所述伺服电机应用于权利要求1至9任一项所述的机器人关节伺服电机扭矩检测方法。

12.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法。

技术总结本发明涉及一种机器人关节伺服电机扭矩检测方法、检测装置、伺服电机、设备及存储介质，所述伺服电机包括谐波减速器和检测装置，所述谐波减速器包括输出轴，所述检测装置包括：设置于所述输出轴上的应变片、信号采集电路及无线传输电路，所述检测装置还包括设置于所述输出轴之外的无线接收电路及信号处理电路；所述方法包括：所述应变片根据所述输出轴的扭矩变化产生电阻值的变化；所述信号采集电路将所述电阻值的变化转化为检测信号；所述无线传输电路将所述检测信号无线发送至所述无线接收电路；所述无线接收电路接收所述检测信号；所述信号处理电路根据所述检测信号，获取所述扭矩的值。本发明能提供扭矩检测的精度。技术研发人员：何明强,李保昌,高岑晖,何浩,詹犇受保护的技术使用者：上海开普勒探索机器人有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2