一种新型机器人关节扭矩传感器的拓扑结构设计与优化.pdfVIP

第39卷第1期上海工程技术大学学报Vol.39No.1

2025年3月JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITYOFENGINEERINGSCIENCEMar.2025

文章编号：1009−444X（2025）01−0015−06

一种新型机器人关节扭矩传感器的拓扑结构

设计与优化

a,ba,ba,ba,ba,b

曹丰，陈赛旋，崔国华，章宇，赵万博

（上海工程技术大学a.机械与汽车工程学院；b.上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心，上海201620）

摘要：协作机器人的柔性控制依赖于关节的力矩感知能力。基于应变式传感器测量原理，提出

一种S型双连孔结构的应变式扭矩传感器。首先，依据传感器测量的基本原理，提出基于应变式

传感器的构型设计方法。其次，通过传感器整体结构力学仿真试验，验证结构的可靠性。最后，

运用中心复合设计(CCD)响应面法对传感器局部尺寸参数进行优化，使传感器表面应变提高

93MPa，从而提高了传感器的灵敏度。

关键词：扭矩传感器；电阻应变片式传感器；弹性体结构设计

中图分类号：TP212文献标志码：A

Topologystructuredesignandoptimizationofanew-typestrain

torquesensorforroboticjoints

a,ba,ba,ba,ba,b

CAO

Feng，CHEN

Saixuan，CUI

Guohua，ZHANG

Yu，ZHAO

Wanbo

（a.SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering；b.ShanghaiCollaborativeInnovationCenterofIntelligentManufacturing

RobotTechnologyforLargeComponents,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201620,China）

Abstract：Theflexiblecontrolofcollaborativerobotsreliesonthetorquesensingcapabilityofthejoints.

Basedonthemeasurementprincipleofstrainsensors,astrain-basedtorquesensorwithanS-shapeddouble-

holestructurewasproposed.Firstly,accordingtothebasicprinciplesofsensorme