CN106153247A - 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置 - Google Patents

一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106153247A
CN106153247A CN201610645518.XA CN201610645518A CN106153247A CN 106153247 A CN106153247 A CN 106153247A CN 201610645518 A CN201610645518 A CN 201610645518A CN 106153247 A CN106153247 A CN 106153247A
Authority
CN
China
Prior art keywords
servo
sensor
caliberating device
dimensional force
force sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610645518.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘婧雯
黄博
凌道盛
王宇
黄锦书
姚罡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201610645518.XA priority Critical patent/CN106153247A/zh
Publication of CN106153247A publication Critical patent/CN106153247A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，属于传感器的标定技术领域，包括标定装置工作台、传感器固定盘、传感器加载件、伺服加载系统和加载装置固定平台。所述装置工作台由顶板、立柱和底板组成，立柱底部设有调平器，顶板上部设有水平仪、下方安装传感器固定盘；三维力传感器的顶部和底部均具有螺孔，用于连接传感器固定盘和传感器加载件；标定装置工作台的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统，分别安装在加载装置固定平台和工作台底板上；伺服加载系统包括伺服电机、减速器、联轴器、丝杆、轴力计和加载头。本发明装置适用于不同量程的力传感器，精度高，实现荷载的连续动态加载测量，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置
技术领域
本发明涉及一种标定仪器，特别涉及一种三维力传感器标定装置。
背景技术
力传感器能将力转化为电压信号，被广泛应用于机器人、自动控制、工业制造、土木工程等等领域。传感器标定是检验力传感器精度及性能的重要手段，只有经过标定的力传感器才能投入使用。
现有的多维力传感器标定装置种类繁多，采用砝码加载或者机械加载等方式的标定装置，存在量程较小、且加载不连续的限制，如专利CN 204788783U、CN202133503U；采用液压或者伺服驱动加载方式的标定装置，同时标定多个维度的力和力矩的优点，但结构较为复杂，造价昂贵，不便于推广使用，如CN 103616128A、CN 104236794A。随着力传感器使用途径越来越广泛，现有标定装置也要求具有高精度、高灵敏度、宽量程且能动态测量的特点。因此，发明一种结构简单，方便推广使用，且能连续动态加载的传感器标定装置十分必要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构简单且能连续动态加载的三维力传感器标定装置，该装置标定精度较高、能连续动态加载且能实现三个分力任意组合。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，包括标定装置工作台、传感器固定盘、传感器加载件、伺服加载系统和加载装置固定平台；所述标定装置工作台由顶板、固定在顶板下表面四个角点的四个立柱和底板组成；立柱对应的底板下表面四个角点处设有四个高度调平器；顶板上部设有顶板水平仪，下方安装传感器固定盘，传感器固定盘上具有多个固定螺孔；三维力传感器的顶部和底部均具有安装螺孔，用于连接传感器固定盘和传感器加载件；加载装置固定平台呈L形，开有三个孔洞，分别穿过三根立柱，立柱上设有高度固定器，加载装置固定平台上设有固定台水平仪；标定装置工作台的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统，伺服加载系统的伺服电机与减速器后座用螺钉固定，减速器与丝杆通过联轴器连接，丝杆的前端装有轴力计和加载头；X、Y向的伺服加载系统固定在加载装置固定平台上；Z向的伺服加载系统固定在底板上。
进一步地，所述的立柱和顶板之间采用焊接方式固定。
进一步地，所述的调平器和顶板水平仪配合使用，以保证标定装置工作台始终处于水平状态。
进一步地，所述的传感器固定盘与标定装置工作台之间采用螺栓连接，可方便拆卸和安装。
进一步地，所述的固定螺孔的尺寸和布置方式需根据三维力传感器的形状和尺寸具体设计，对于不同的三维力传感器可准备多个传感器固定盘。
进一步地，所述的传感器加载件的形状和尺寸需根据三维力传感器的形状和尺寸具体设计。
进一步地，所述的伺服加载系统还包括位移传感器，用以测量伺服加载过程中位移变化量；轴力计与丝杆的前端之间设有位移测量板，位移传感器底部安装在减速器后座上，前段与位移测量板固定在一起。
进一步地，所述加载头与轴力计的螺杆固定在一起，其形状为圆锥形，锥头圆滑。
进一步地，所述传感器加载件的X、Y、Z方向分别具有一个圆形凹槽，对应方向的加载头的锥头可以放入其中。
进一步地，所述立柱上设有立柱刻度尺，以确定加载装置固定平台高度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的结构简单，精度高，对于小量程和大量程的三维力传感器都适用。
(2)本发明的传感器固定盘和加载件的位置和形状可调节，能适用于不同形状和尺寸的三维力传感器。
(3)本发明的传感器荷载施加过程采用电脑控制，能实现三个分力任意组合加载、连续动态加载，且可完成单向荷载和循环荷载的施加。
(4)本设备原理简单，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。
附图说明
图1是本发明的三维力传感器标定装置的结构立体示意图；
图2是本发明的三维力传感器标定装置的俯视图；
图3是本发明的三维力传感器标定装置的A-A剖面图；
图4是本发明的三维力传感器标定装置的B-B剖面图；
图中：标定装置工作台1；顶板1-1；立柱1-2；底板1-3；顶板水平仪1-4；立柱刻度尺1-5；调平器1-6；传感器固定盘2；传感器固定螺孔2-1；三维力传感器3；传感器加载件4；伺服加载系统5；伺服电机5-1；减速器5-2；联轴器5-3；丝杆5-4；位移传感器5-5；位移测量板5-6；轴力计5-7；加载头5-8；加载装置固定平台6；固定台水平仪6-1；高度固定器6-2；X方向伺服电机固定装置7-1；Y方向伺服电机固定装置7-2；Z方向伺服电机固定装置7-3。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，本发明是一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，包括标定装置工作台1、传感器固定盘2、、传感器加载件4、伺服加载系统5、和加载装置固定平台6。
如图1、3、4所示，所述标定装置工作台1由顶板1-1、固定在顶板1-1下表面四个角点的四个立柱1-2和底板1-3组成，立柱1-2与顶板1-1和底板1-3之间采用焊接方式固定；立柱1-2对应的底板1-3下表面四个角点处设有四个高度调平器1-6，顶板1-1上部设有顶板水平仪1-4，以保证标定装置工作台1始终处于水平状态。
如图1、3、4所示，所述标定装置工作台顶板1-1下方安装有传感器固定盘2，两者之间采用螺栓连接，可方便拆卸和安装。所述传感器固定盘2上具有多个固定螺孔2-1，螺孔2-1的尺寸和布置方式需根据三维力传感器的形状和尺寸具体设计，对于不同的三维力传感器3可准备多个传感器固定盘2。三维力传感器3的顶部和底部均具有安装螺孔，分别用于连接传感器固定盘2和传感器加载件4。
如图1、3、4所示，所述的标定装置工作台1的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统5。所述伺服加载系统5包括伺服电机5-1、减速器5-2、联轴器5-3、丝杆5-4、位移传感器5-5、位移测量板5-6、轴力计5-7和加载头5-8。其中，伺服电机5-1与减速器2后座用螺钉固定在一起，减速器5-2与丝杆5-4通过联轴器5-3连接在一起，丝杆5-4的前端装有轴力计5-7，用以测量伺服加载过程中施加荷载值。轴力计5-7与丝杆5-4的前端之间设有位移测量板5-6。所述位移传感器5-5用以量测伺服加载过程中位移变化量，其底部安装在减速器2后座上，前段与位移测量板5-6固定在一起。所述加载头5-8与轴力计5-7的螺杆固定在一起，其形状为圆锥形，锥头圆滑。
如图1、3、4所示，所述传感器加载件4用以传递伺服加载系统5施加给力传感器3的荷载，其X、Y、Z方向分别具有一个圆形凹槽，对应方向的加载头5-8的锥头可以放入其中。
如图1、2所示，所述加载装置固定平台6呈L形，固定平台6上开有三个孔洞，分别穿过三根立柱1-2。这三根立柱1-2上设有高度固定器6-2，可使固定平台6稳定在立柱1-2的任意位置。固定平台6上设有固定台水平仪6-1，以保证标定固定平台6始终处于水平状态。X、Y向的伺服加载系统5安装在加载装置固定平台6上，X、Y向的伺服加载系统5分别采用X方向伺服电机固定装置7-1和Y方向伺服电机固定装置7-2固定在加载装置固定平台6上；Z向的伺服加载系统5采用Z方向伺服电机固定装置7-3固定在底板1-3上，均采用螺栓固定方式。
使用该三维力传感器动态响应标定装置时，其步骤如下：
1)传感器安装：根据三维力传感器3的形状和尺寸，选择适宜规格的传感器固定盘2和传感器加载件4；将传感器固定盘2通过六角螺栓与标定装置工作台1固定在一起，将三维力传感器3固定在传感器固定盘2上，同时在三维力传感器3下部安装适宜尺寸的传感器加载件4。
2)校准标定装置：调节标定装置工作台1的调平器1-6，使顶板水平仪1-4中的水平泡居中，保证标定装置处于水平状态；滑动加载装置固定平台6，使其上的X、Y向的伺服加载系统5上的加载头5-8与传感器加载件4大致处于同一水平面；微调高度固定器6-2，使固定台水平仪6-1中的水平泡居中，保证固定平台6处于水平状态，同时，保证加载头5-8可以顺利放入传感器加载件4的圆形凹槽内。另外，Z向伺服加载系统5上的加载头5-8也要顺利放入传感器加载件4的对应圆形凹槽内。
3)荷载加载：将该三维力传感器标定装置与电脑控制系统连接，三维力传感器3与电脑数据采系统连接。根据三维力传感器3三个方向的量程，在电脑中设定X、Y、Z三个方向的荷载加载流程。准备完毕后，点击开始；载施加完毕后，取下三维力传感器3，标定结束。

Claims (10)

1.一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，包括标定装置工作台(1)、传感器固定盘(2)、传感器加载件(4)、伺服加载系统(5)和加载装置固定平台(6)等。所述标定装置工作台(1)由顶板(1-1)、固定在顶板(1-1)下表面四个角点的四个立柱(1-2)和底板(1-3)组成；立柱(1-2)对应的底板(1-3)下表面四个角点处设有四个高度调平器(1-6)；顶板(1-1)上部设有顶板水平仪(1-4)，下方安装传感器固定盘(2)，传感器固定盘(2)上具有多个固定螺孔(2-1)；三维力传感器(3)的顶部和底部均具有安装螺孔，用于连接传感器固定盘(2)和传感器加载件(4)；加载装置固定平台(6)呈L形，开有三个孔洞，分别穿过三根立柱(1-2)，立柱(1-2)上设有高度固定器(6-2)，加载装置固定平台(6)上设有固定台水平仪(6-1)；标定装置工作台(1)的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统(5)，伺服加载系统(5)的伺服电机(5-1)与减速器(5-2)后座用螺钉固定，减速器(5-2)与丝杆(5-4)通过联轴器(5-3)连接，丝杆(5-4)的前端装有轴力计(5-7)和加载头(5-8)；X、Y向的伺服加载系统(5)固定在加载装置固定平台(6)上；Z向的伺服加载系统(5)固定在底板(1-3)上。
2.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述的立柱(1-2)和顶板(1-1)之间采用焊接方式固定。
3.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述的调平器(1-6)和顶板水平仪(1-4)配合使用，以保证标定装置工作台(1)始终处于水平状态。
4.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述的传感器固定盘(2)与标定装置工作台(1)之间采用螺栓连接，可方便拆卸和安装。
5.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述的固定螺孔(2-1)的尺寸和布置方式需根据三维力传感器(3)的形状和尺寸具体设计，对于不同的三维力传感器(3)可准备多个传感器固定盘(2)。
6.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述的传感器加载件(4)的形状和尺寸需根据三维力传感器(3)的形状和尺寸具体设计。
7.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述的伺服加载系统(5)还包括位移传感器(5-5)，用以测量伺服加载过程中位移变化量；轴力计(5-7)与丝杆(5-4)的前端之间设有位移测量板(5-6)，位移传感器(5-5)底部安装在减速器(5-2)后座上，前段与位移测量板(5-6)固定在一起。
8.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述加载头(5-8)与轴力计(5-7)的螺杆固定在一起，其形状为圆锥形，锥头圆滑。
9.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述传感器加载件(4)的X、Y、Z方向分别具有一个圆形凹槽，对应方向的加载头(5-8)的锥头可以放入其中。
10.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述立柱(1-2)上设有立柱刻度尺(1-5)，以确定加载装置固定平台(6)高度。
CN201610645518.XA 2016-08-09 2016-08-09 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置 Pending CN106153247A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610645518.XA CN106153247A (zh) 2016-08-09 2016-08-09 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610645518.XA CN106153247A (zh) 2016-08-09 2016-08-09 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106153247A true CN106153247A (zh) 2016-11-23

Family

ID=57329473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610645518.XA Pending CN106153247A (zh) 2016-08-09 2016-08-09 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106153247A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106595950A (zh) * 2016-12-19 2017-04-26 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于力传感器标定的力加载装置
CN106771402A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 国网浙江省电力公司湖州供电公司 一种避雷器泄漏仪测试用辅助平台
CN107621422A (zh) * 2017-10-25 2018-01-23 北京富力通达科技有限公司 大载荷多分力载荷传感器及其标定计量方法
CN109238764A (zh) * 2018-11-05 2019-01-18 重庆德新机器人检测中心有限公司 一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统
CN110274783A (zh) * 2019-07-22 2019-09-24 福建省特种设备检验研究院 一种机器人末端多维力加载机构及其对整机性能测试方法
CN110501114A (zh) * 2019-08-22 2019-11-26 中国计量大学 三维力传感器动态特性校准装置及方法
CN113218291A (zh) * 2021-05-08 2021-08-06 珠海澳大科技研究院 一种用于变形测量杆标定的空间变形施加与读取装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101109670A (zh) * 2007-08-16 2008-01-23 浙江省计量科学研究院 三向力传感器标定装置
CN101750186A (zh) * 2010-01-22 2010-06-23 大连理工大学 可调式测力仪标定加载台的布局方法及装置
CN101776506A (zh) * 2010-01-28 2010-07-14 燕山大学 大型多维力传感器标定加载台
CN102607767A (zh) * 2012-04-17 2012-07-25 苏州龙盛测试设备有限公司 多分力传感器标定装置
CN205981543U (zh) * 2016-08-09 2017-02-22 浙江大学 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101109670A (zh) * 2007-08-16 2008-01-23 浙江省计量科学研究院 三向力传感器标定装置
CN101750186A (zh) * 2010-01-22 2010-06-23 大连理工大学 可调式测力仪标定加载台的布局方法及装置
CN101776506A (zh) * 2010-01-28 2010-07-14 燕山大学 大型多维力传感器标定加载台
CN102607767A (zh) * 2012-04-17 2012-07-25 苏州龙盛测试设备有限公司 多分力传感器标定装置
CN205981543U (zh) * 2016-08-09 2017-02-22 浙江大学 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106595950A (zh) * 2016-12-19 2017-04-26 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于力传感器标定的力加载装置
CN106771402A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 国网浙江省电力公司湖州供电公司 一种避雷器泄漏仪测试用辅助平台
CN107621422A (zh) * 2017-10-25 2018-01-23 北京富力通达科技有限公司 大载荷多分力载荷传感器及其标定计量方法
CN109238764A (zh) * 2018-11-05 2019-01-18 重庆德新机器人检测中心有限公司 一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统
CN109238764B (zh) * 2018-11-05 2024-03-19 重庆凯瑞机器人技术有限公司 一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统
CN110274783A (zh) * 2019-07-22 2019-09-24 福建省特种设备检验研究院 一种机器人末端多维力加载机构及其对整机性能测试方法
CN110501114A (zh) * 2019-08-22 2019-11-26 中国计量大学 三维力传感器动态特性校准装置及方法
CN110501114B (zh) * 2019-08-22 2020-11-24 中国计量大学 三维力传感器动态特性校准装置及方法
CN113218291A (zh) * 2021-05-08 2021-08-06 珠海澳大科技研究院 一种用于变形测量杆标定的空间变形施加与读取装置
CN113218291B (zh) * 2021-05-08 2021-10-29 珠海澳大科技研究院 一种用于变形测量杆标定的空间变形施加与读取装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106153247A (zh) 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置
CN102853730B (zh) 汽车发动机舱盖铰链检具
CN101226094A (zh) 一种用于六维力传感器标定装置的标定方法
CN203364737U (zh) 一种大/中型轴承套圈内/外表面圆度测量装置
CN103604561A (zh) 一种六维力/力矩传感器标定装置及标定方法
CN101571442B (zh) 用于中等量程的六维力传感器标定装置的标定方法
CN102426085A (zh) 球面-回转面结合面接触刚度测试装置及方法
CN102636141A (zh) 高精度气压式电缆计米装置
CN205981543U (zh) 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置
CN106153248A (zh) 一种高精度静态三维力传感器标定装置
CN203069320U (zh) 一种力传感器校准用辅助工装
CN206113924U (zh) 建筑工程专用倾斜度测量装置
CN212300226U (zh) 一种简易内孔锥度检测装置
CN106092391B (zh) 一种分体式二维力传感器
CN202522218U (zh) 高精度气压式电缆计米装置
CN206208449U (zh) 一种高精度静态三维力传感器标定装置
CN110514167B (zh) 一种锥孔锥度和大径的检测工具
CN201653642U (zh) 微型压力传感器的标定装置
CN207832118U (zh) 一种基于坐标测量的外螺纹检测装置
CN208476108U (zh) 一种零间隙地机械检测孔位的装置
CN206430906U (zh) 测量拉压力的可调节式铰支座连接装置
CN209655953U (zh) 一种测量球头螺杆与螺杆套轴向间隙的检测装置
CN206469852U (zh) 用于变形测量的多自由度调整支架
CN203881237U (zh) 大尺寸螺纹环规中径测量装置
CN205448970U (zh) 中厚板激光三角法检测标定装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161123