摘要：针对模块化可重构机器人对关节扭矩测量的需求，研制了一种内嵌于谐波减速器的扭矩传感器。基于二阶纹波模型，对谐波减速器的柔轮进行了应力应变分析。提出了一种基于矢量抵消原理的扭矩传感器设计方法，设计了一种基于三矢量抵消的扭矩传感器，使一、二阶纹波及更多阶纹波甚至所有其他高阶纹波都通过矢量叠加而抵消，且通过使用冗余应变片提高测量精度。分析了系统的输出与扭矩的关系，并进行了传感器误差分析。研制了扭矩传感器物理样机和测试平台，并进行了加载测试，结果表明，研制的扭矩传感器具有较高的灵敏度和精度，精度与波发生器的转动有相关性。

关键词：关节模块 谐波减速器 扭矩传感器 矢量叠加 应变电桥 

单位：中国科学院沈阳自动化研究所机器大学国家重点实验室 沈阳110016 中国科学院大学 北京100049