CN108548685A - 一种机器人静态柔顺性测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人静态柔顺性测试装置，包括：导向机构，其包括底座、横向导轨、纵向导轨、第一支架、第二支架，横向导轨设在底座上，第一支架滑动设在横向导轨上；纵向导轨设在底座上，第二支架滑动设在纵向导轨上；滑轮组，其包括六个定滑轮，六个定滑轮两两一组，分别为横向滑轮组、纵向滑轮组、竖向滑轮组；加载机构，其包括固定台、伺服电机、滚轮套筒、配重块，固定台相对底座固定，伺服电机设在固定台上；滚轮套筒设在伺服电机的输出端；配重块设在固定台上，其对应伺服电机设置；滚轮套筒设有钢丝绳，钢丝绳通过滑轮组和待检测机器人连接。本发明实现了三个坐标轴的正负六个方向上的加载，适应多种型号机器人，便捷性强，操作方便。

Description

一种机器人静态柔顺性测试装置

技术领域

本发明涉及一种机器人静态柔顺性测试装置。

背景技术

工业机器人被誉为“制造业皇冠上的明珠”，是智能制造中的重要载体，目前越来越多地应用在生产、生活的各个领域。我国已连续四年成为全球第一大工业机器人市场，约占全球总产量的三分之一。根据国家统计局公布的数据，2017年国内工业机器人产量超过13万套，累计增长68.1％。但是，目前我国机器人产业已呈现出“高端产业低端化”的发展趋势，机器人质量参差不齐，迫切需要加强机器人研发设计、检验认证和能力建设，研究机器人质量试验验证技术。其中，静态柔顺性是工业机器人的一个关键技术指标，对提高机器人产品的性能和可靠性至关重要；静态柔顺性是指机器人机械接口处在单位负载作用下的最大位移。

目前，GB/T 12642-2013《工业机器人性能规范及其试验方法》等国家标准规定了静态柔顺性的测试要求，分别在平行于机座3个坐标轴的正负方向上按额定负载10％比例逐次增加到额定负载，并逐次测量机械接口处的位移。虽然这些国家标准给出了工业机器人静态柔顺性的测试要求，但目前市场上没有专门的工业机器人静态柔顺性测试装置供利用。

中国专利201611023761.4公开了一种工业机器人静态柔顺性测试装置及方法，测试装置包括负载供给装置、机器人测量和性能分析仪、被测机器人。根据实际测试机器人静态柔顺性的方向需求，调整三者的相对位置，使其满足测试内容所需；通过机器人测量和性能分析仪来读取机器人机械接口的基础坐标点；调节负载供给装置控制器使其拉力值与本次测试所需的负载大小一致；计算出机器人机械接口的位移量。

中国专利201611105228.2公开了一种机器人柔顺性测试装置，包括加重板、固定架、升降机构、转向机构、负载机构，固定架为四根垂直设置在加重板上的固定杆，其内侧各设有导轨，导轨上设有沿导轨移动的第一滑块，两根固定架的两个第一滑块上平行设有一根第一横向支撑架，第一横向支撑架内有凹槽，第二横向支撑架的两端可滑动地设置在第一横向支撑架之间的凹槽内，第二横向支撑架上设有一个第二滑块，其下端固定连接转向机构，负载机构通过钢丝绳与转向机构传动连接。

上述现有技术方案的缺陷在于：不能同时实现三轴六向上的静态柔顺性测试，需要调整被测机器人、静态柔顺性测试装置之间的相对位置才能完成X、Y、Z三轴及其正、负方向上的全部测试，在设计中没有全面考虑X、Y、Z三轴及其正、负方向上的测试，只是单独在一个方向上加载，导致测试范围小、工作效率低等问题。

因此，需要提供一种操作高效、便捷，无需调整待检测机器人的位置状态，即可实现X、Y、Z三轴及其正、负六向上的静态柔顺性测试的装置。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种机器人静态柔顺性测试装置，其在不改动被检测机器人、导向机构和加载机构三者相对位置的情况下，实现三个坐标轴的正负六个方向上的加载，保证了测试范围的全面性，操作方便高效，适应范围广。

为了实现上述目的，本发明提供了一种机器人静态柔顺性测试装置，其包括：

导向机构，其包括底座、横向导轨、纵向导轨、第一支架、第二支架，横向导轨设在底座上，第一支架滑动设在横向导轨上；纵向导轨设在底座上，第二支架滑动设在纵向导轨上；横向导轨、纵向导轨相互垂直设置；

滑轮组，其包括六个定滑轮，六个定滑轮两两一组，分别为横向滑轮组、纵向滑轮组、竖向滑轮组；横向滑轮组设在第一支架上；纵向滑轮组设在第二支架上；竖向滑轮组设在第一支架或者第二支架上；

加载机构，其包括固定台、伺服电机、滚轮套筒、配重块，固定台相对底座固定，伺服电机设在固定台上；滚轮套筒设在伺服电机的输出端；配重块设在固定台上，其对应伺服电机设置；滚轮套筒设有钢丝绳，钢丝绳通过滑轮组和待检测机器人连接。

本发明通过设置六个不同位置的定滑轮，可分别用来检测机器人XY平面、XZ平面、YZ平面六个方向的静态柔顺性测试；通过第一支架、第二支架的滑动，可以调整检测点的位置，方便检测的过程；在检测过程中，只需要将钢丝绳调整至相应方向的定滑轮上即可。

根据本发明的另一种具体实施方式，第一支架为矩形框状，其包括竖直段、水平段；横向滑轮组中的两个定滑轮相对设在竖直段，竖向滑轮组中的两个定滑轮相对设在水平段。例如，第一支架的竖直段有两个竖直杆，横向滑轮组中的两个定滑轮分别设在两个竖直杆上；第一支杆的水平段有两个水平杆，竖向滑轮组中的两个定滑轮分别设在两个水平杆上；相应的，横向滑轮组中的两个定滑轮的高度相同，竖向滑轮组中的两个定滑轮的高度相同。

根据本发明的另一种具体实施方式，第二支架为矩形框状，其包括竖直段、水平段；纵向滑轮组中的两个定滑轮相对设在竖直段，竖向滑轮组中的两个定滑轮相对设在水平段。例如，第二支架的竖直段有两个竖直杆，纵向滑轮组中的两个定滑轮分别设在两个竖直杆上；第二支杆的水平段有两个水平杆，竖向滑轮组中的两个定滑轮分别设在两个水平杆上；相应的，纵向滑轮组中的两个定滑轮的高度相同，竖向滑轮组中的两个定滑轮的高度相同。

根据本发明的另一种具体实施方式，每一定滑轮均设有定位滑块，通过定位滑块调整、定位定滑轮。定位滑块用来安装定滑轮，使定滑轮在第一支架、第二支架滑动，以进行位置的调整，从而适应不同类型、不同高度的工业机器人。

根据本发明的另一种具体实施方式，每一定滑轮均设有滑轮支架，滑轮支架设有转轴；滑轮支架通过转轴转动连接定位滑块；滑轮支架围绕转轴进行自转，带动定滑轮绕中心转动。本方案中，设置转轴的目的在于，保证定滑轮额可以根据钢丝绳的方向进行相应的转动，以使受力达到最佳。

根据本发明的另一种具体实施方式，加载机构包括光纤光栅，光纤光栅封装于钢丝绳的表面，光纤光栅用来测量钢丝绳的实际拉力值。

根据本发明的另一种具体实施方式，伺服电机的输出端设有减速器，滚轮套筒设在减速器的输出端。

根据本发明的另一种具体实施方式，横向导轨设有用于锁紧第一支架的锁紧件；纵向导轨设有用于锁紧第二支架的锁紧件。第一支架、第二支架在滑动到指定位置后，通过锁紧件进行锁紧、固定，以准备测试过程。

根据本发明的另一种具体实施方式，静态柔顺性测试装置还包括安装台，待检测机器人固定在安装台上；安装台对应底座设置。

根据本发明的另一种具体实施方式，加载机构设有用于将钢丝绳连接至待检测机器人的接头。本方案中，底座固定在地面上，安装台相对底座固定在地面上，由于钢丝绳拉动机器人接口会产生很大的横向力，所以，底座的强度、稳定性均较强。

根据本发明的另一种具体实施方式，在底座设有刻度盘，可以方便的定位第一支架、第二支架的位置，实现准确化、定量化，以提高测试精度。

根据本发明的另一种具体实施方式，在每一个滑轮支架设置两个定滑轮。这样设置的目的在于，可以更准确导向，钢丝绳不容易出现滑脱现象，拆卸的时候不用重新套钢丝绳。

本发明通过六个定滑轮，分别设在横向、纵向、竖向，可以提供三个坐标轴的正负六个方向的负载，以实现在不调整待检测机器人位置的情况下，调整定滑轮的位置，完成测试加载过程。

本发明的三轴六向测试加载步骤如下：

1、定位被检测机器人、导向机构和加载机构的相对位置，使导向机构平行于被检测机器人的坐标轴的三个方向；

2、调节负载机构，分别按照额定负载10％比例的逐次增加到额定负载进行多次测试；

3、如需测试其他方向的负载对机器人静态柔顺性的影响，可以将钢丝绳调整到相应方向的定滑轮上，按照同样的方法进行加载测试。

本发明的有益之处在于：采用多导向设计，在不改动被测工业机器人、导向机构和加载机构三者相对位置的情况下，实现三个坐标轴的正负六个方向上的加载，保证了测试范围的全面性、便捷性，操作方便高效。

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的机器人静态柔顺性测试装置的整体结构示意图；

图2是图1中，滑块支架的结构示意图。

具体实施方式

本实施例提供了一种机器人静态柔顺性测试装置，如图1-2所示，其包括待检测机器人1、导向机构、滑轮组、加载机构。

其中，待检测机器人1通过安装台2进行固定。

导向机构包括底座3、横向导轨4、纵向导轨5、第一支架6、第二支架7，底座3对应安装台2进行固定，二者的相对位置在准备检测过程完成并固定后，不再进行调整。横向导轨4、纵向导轨5相互垂直设置；横向导轨4有两条，纵向导轨5有两条，二者呈矩形结构布置，在该矩形结构的一个角部进行开口，方便安装台2(待检测机器人1)的固定。其中，第一支架6滑动设在横向导轨4上，其为矩形框结构，在第一支架6底部的两个角部设有可锁紧滑块8，用来控制第一支架6的具体位置；第二支架7滑动设在纵向导轨5上，其为矩形框结构，包括两根竖直杆9、两根水平杆10，在两个竖直杆9的底部也设有可锁紧滑块8，用来控制第二支架7的具体位置。

滑轮组包括六个定滑轮11、六个定位滑块12，六个定滑轮11两两一组，分别为横向滑轮组13、纵向滑轮组14、竖向滑轮组15；其中，横向滑轮组13中的两个定滑轮，分别通过定位滑块12相对设在第一支架6上的数值部分；纵向滑轮组14中的两个定滑轮，分别通过定位滑块12相对设在的第二支架7上两根竖直杆9上，竖向滑轮组15中的两个定滑轮，分别通过定位滑块12相对设在第二支架7的两根水平杆10上。其中，横向滑轮组13中的两个定滑轮可以沿着X方向移动，纵向滑轮组14中的两个定滑轮可以沿着Y方向移动，竖向滑轮组15中的两个定滑轮可以沿着Z方向移动。

在定位滑块12设有滑块支架16，在滑块支架16设有转轴17，滑块支架16通过该转轴17和定位滑块12转动连接；定滑轮11除了自转，还可以随着滑轮支架16围绕转轴17进行转动。

加载机构包括固定台18、伺服电机19、减速器20、滚轮套筒21、配重块22、光纤光栅23，固定台18相对底座3固定，伺服电机19设在固定台18上，减速器20设在伺服电机19的输出端，滚轮套筒21设在减速器20的输出端；配重块22设在固定台18上，其对应伺服电机19设置；滚轮套筒21设有钢丝绳24，光纤光栅23封装于钢丝绳24的表面，用于测量钢丝绳24的实际拉力值；钢丝绳24通过定滑轮11和待检测机器人1连接。

本实施例的操作过程为：

1、定位被检测机器人、导向机构和加载机构的相对位置，使导向机构平行于被检测机器人的坐标轴的三个方向；

2、调节负载机构，分别按照额定负载10％比例的逐次增加到额定负载进行多次测试；

3、如需测试其他方向的负载对机器人静态柔顺性的影响，可以将钢丝绳调整到相应方向的定滑轮上，按照同样的方法进行加载测试。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种机器人静态柔顺性测试装置，其特征在于，所述静态柔顺性测试装置包括：

导向机构，其包括底座、横向导轨、纵向导轨、第一支架、第二支架，所述横向导轨设在所述底座上，所述第一支架滑动设在所述横向导轨上；所述纵向导轨设在所述底座上，所述第二支架滑动设在所述纵向导轨上；所述横向导轨、所述纵向导轨相互垂直设置；

滑轮组，其包括六个定滑轮，六个所述定滑轮两两一组，分别为横向滑轮组、纵向滑轮组、竖向滑轮组；所述横向滑轮组设在所述第一支架上；所述纵向滑轮组设在第二支架上；所述竖向滑轮组设在第一支架或者第二支架上；

加载机构，其包括固定台、伺服电机、滚轮套筒、配重块，所述固定台相对所述底座固定，所述伺服电机设在所述固定台上；所述滚轮套筒设在所述伺服电机的输出端；所述配重块设在所述固定台上，其对应所述伺服电机设置；所述滚轮套筒设有钢丝绳，所述钢丝绳通过所述滑轮组和待检测机器人连接。

2.根据权利要求1所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，所述第一支架为矩形框状，其包括竖直段、水平段；所述纵向滑轮组中的两个定滑轮相对设在所述竖直段，所述竖向滑轮组中的两个定滑轮相对设在所述水平段。

3.根据权利要求1所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，所述第二支架为矩形框状，其包括竖直段、水平段；所述横向滑轮组中的两个定滑轮相对设在所述竖直段，所述竖向滑轮组中的两个定滑轮相对设在所述水平段。

4.根据权利要求1所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，每一所述定滑轮均设有定位滑块，所述定位滑块调整、定位所述定滑轮。

5.根据权利要求4所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，每一所述定滑轮均设有滑轮支架，所述滑轮支架设有转轴；所述滑轮支架通过所述转轴转动连接所述定位滑块。

6.根据权利要求1所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，所述加载机构包括光纤光栅，所述光纤光栅封装于所述钢丝绳的表面。

7.根据权利要求1所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，所述伺服电机的输出端设有减速器，所述滚轮套筒设在所述减速器的输出端。

8.根据权利要求1所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，所述横向导轨设有用于锁紧所述第一支架的锁紧件；所述纵向导轨设有用于锁紧所述第二支架的锁紧件。

9.根据权利要求1所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，所述静态柔顺性测试装置还包括安装台，待检测机器人固定在所述安装台上；所述安装台对应所述底座设置。

10.根据权利要求1所述的静态柔顺性测试装置，其特征在于，所述加载机构设有用于将所述钢丝绳连接至待检测机器人的接头。