CN109238764A - 一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静态柔顺性加载设备，包括安装架和三向加载机构，该三向加载机构包括安装台、定位台、加载平板和X向加载装置、Y向加载装置、Z向加载装置；X、Y、Z向加载装置均包括液压缸、压力传感器，压力传感器的外端与液压缸输出端通过螺纹对接；一种静态柔顺性加载测试系统，包括液压控制系统、激光跟踪仪、机器人定位固定座、液压泵站、权利要求1～7任一项的加载设备。本发明一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统，可以满足多规格负载机器人无级加载，实现不同负载机器人的静态柔顺性测试，并满足机器人在基坐标下六个方向上的静态柔顺性测试，同时始终保持机器人不动，满足在设定需求负载力值的情况下自动加载。

Description

一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统

技术领域

本发明属于机器人自动化技术领域，具体的说，涉及一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统。

背景技术

机器人静态柔顺性是指在单位负载作用下最大的位移，测试机器人的静态柔顺性的力需要在平行于基座坐标的+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z的一个方向上按照10％额定负载加力，现有的测试设备在完成一个方向的负载加力测试后，需要对机器人进行调整后再测试下一个方向的负载加力测试，再一个方向的负载加力测试，同样需要重新调整机器人。因此现有的测试设备不能让机器人保持不动，而完成三个方向的静态柔顺性测试。同时，现有设备是通过增加配重块的方式进行负载力的加载，无法实现不同规格机器人10％额定负载的无级加载。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统，能够保持机器人不动，分别在基坐标系下+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z方向对机器人负载加力进行静态柔顺性测试，并实现不同规格机器人10％额定负载的无级加载。

本发明目的是这样实现的：

一、一种静态柔顺性加载设备，其关键在于：包括安装架和安装于该安装架上的三向加载机构，该三向加载机构包括固定安装于所述安装架上的安装台、设于该安装台上的定位台、位于定位台上的加载平板和与加载平板连接的X向加载装置、Y向加载装置、Z向加载装置；所述Z向加载装置纵向设置并位于所述加载平板的下侧，该Z向加载装置的加载端穿过所述定位台与所述加载平板的中心连接并固定，所述X向加载装置和Y向加载装置固定安装于所述安装台上并水平设置，该X向加载装置和Y向加载装置分别与所述加载平板的X向一侧和Y向一侧连接，所述X向加载装置、Y向加载装置和Z向加载装置均包括液压缸、连接于液压缸输出端的压力传感器，所述压力传感器的一端与所述液压缸输出端通过螺纹对接，通过螺纹连接，可以根据液压缸输出端与加载平板之间的空间进行调整，该压力传感器的另一端与所述加载平板连接。

采用上述结构，将机器人末端定位安装于加载平板上，一个方向上的负载加力测试静态柔顺性时，将另两个方向上加载装置与机器人末端的加载平板，只保留一个方向的加载装置，该加载装置的液压缸输出力，作用在机器人末端，压力传感器精确探测作用在机器人末端的力值大小，而液压缸正反方向的加压，实现无级加载，可实现机器人在基坐标系下+X和-X、+Y和-Y或+Z和-Z方向上的静态柔顺性测试。

优选地，上述安装架呈矩形框架，该安装架底部设有安装座，该安装座设有支撑脚，该支撑脚包括上部的连接部和下部的支撑部，所述连接部为螺杆并与所述安装座螺纹连接。

采用上述结构，在安装时，调节支撑脚，以调整整个设备的支撑稳定性。

进一步地，上述三向加载机构通过滑轨设于所述安装架的内侧并沿滑轨上下滑动，该安装架的顶部设有驱动电机，该驱动电机的输出端向下并连接有第一丝杆，该第一丝杆穿设在固定于所述安装台上的第一滚珠螺母内。

采用上述结构，实现机器人末端和整个负载力加载装置相对位置固定时，在Z方向上的位置调整。

进一步地，上述安装座上设有两条平行的X向线性导轨，所述安装架设于所述线性导轨上并沿该线性导轨滑动，该安装架底部设有第二丝杆，该第二丝杆一端端部通过固定于安装座上的轴承固定，该端设有手摇转动把，该第二丝杆的另一端穿过安装于安装架底部的第二滚珠螺母。

采用上述结构，实现机器人末端和整个负载力加载装置相对位置固定时，在X方向上的位置调整。

优选地，上述液压缸通过铰接座与所述安装台连接，所述压力传感器与所述加载平板铰接。

进一步地，上述安装台上开有槽孔，该槽孔对应所述Z向加载装置的液压缸并沿该液压缸的铰接旋转方向延伸设置。

采用上述结构，槽孔让开空间，防止液压缸的输出端在转动时被安装台下表面阻挡，方便分离的液压缸平放。

优选地，上述定位台上设有Z向加载装置的过孔，该过孔大于所述Z向加载装置穿过部位。

采用该结构，让开空间，防止定位台对Z向加载装置发生干涉，而影响X、Y方向上的相对位移测量。

二、一种静态柔顺性加载测试系统，其关键在于：包括液压控制系统、激光跟踪仪、机器人定位固定座、液压泵站、权利要求1～7任一项所述的加载设备，所述液压控制系统与液压泵站以及对应的液压缸通过控制阀和管路组成液压回路，所述激光跟踪仪包括计算机、与计算机连接的控制器、与控制器连接的跟踪头、安装于所述加载平板上的反射器，所述机器人定位固定座水平固定，所述加载设备靠近所述机器人定位固定座安装。

采用上述结构，X方向上的负载力加载时，将另两个方向的加载装置的液压缸与压力传感器分离，而液压泵站、液压控制系统、液压缸及控制阀、管路组成负载力加载的液压回路，通过液压控制系统中比例调压阀的精密调压功能，将液压缸的输出力作用在机器人末端，实现工业机器人末端负载力的无级加载；压力传感器精确探测作用在机器人末端的力值大小，液压缸正反方向的加压，激光跟踪仪对工业机器人在负载力加载过程中的相对位移量的测量，实现工业机器人在基坐标系下+X,-X方向上的静态柔顺性测试；Y方向上负载力加载和Z方向上负载力加载与X方向上负载力加载同理，分别实现工业机器人在基坐标系下+Y、-Y、+Z、-Z四个方向上的静态柔顺性测试。

优选地，上述机器人定位固定座的顶面水平并设有十字交叉分布的条形定位槽。方便机器人位置的调整定位。

有益效果：

本发明一种静态柔顺性加载设备及加载测试系统，可以满足多规格负载机器人无级加载，实现不同负载机器人的静态柔顺性测试，并满足机器人在基坐标下+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z六个方向上的静态柔顺性测试，同时始终保持机器人不动，减少因方向变更引起的实验时间加长，满足在设定需求负载力值的情况下自动无级加载。

附图说明

图1为本发明静态柔顺性加载设备的结构示意图；

图2为图1中安装台、定位台的装配示意图；

图3为X向加载装置、Y向加载装置或Z向加载装置的结构示意图；

图4为本发明静态柔顺性加载测试系统的结构示意图。

附图标记说明：

1为安装架、2a为安装台、2b为定位台、2c为加载平板、2d为X向加载装置、2e为Y向加载装置、2f为Z向加载装置、21为液压缸、22为压力传感器、3为安装座、4为支撑脚、5为滑轨、6为驱动电机、7为第一丝杆、8为第一滚珠螺母、9为线性导轨、10为第二丝杆、11为手摇转动把、12为第二滚珠螺母、13为铰接座、14为过孔、15为槽孔；

1-1为液压控制系统、1-2为激光跟踪仪、1a为计算机、1b为控制器、1c为跟踪头、1-3为机器人定位固定座、1-4为液压泵站、1-5为加载设备。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1一种静态柔顺性加载设备

如图1所示：由安装架1和安装于该安装架1上的三向加载机构组成，所述安装架1呈矩形框架，该安装架1底部设有安装座3，该安装座3设有支撑脚4，该支撑脚4由上部的连接部和下部的支撑部组成，所述连接部为螺杆并与所述安装座3螺纹连接。

如图1所示：所述三向加载机构通过滑轨5设于所述安装架1的内侧并沿滑轨5上下滑动，该安装架1的顶部设有驱动电机6，该驱动电机6的输出端向下并连接有第一丝杆7，该第一丝杆7穿设在固定于所述安装台2a上的第一滚珠螺母8内。

如图1所示：所述安装座3上设有两条平行的X向线性导轨9，所述安装架1设于所述线性导轨9上并沿该线性导轨9滑动，该安装架1底部设有第二丝杆10，该第二丝杆10一端端部通过固定于安装座3上的轴承固定，该端设有手摇转动把11，该第二丝杆10的另一端穿过安装于安装架1底部的第二滚珠螺母12。

如图1和2所示：所述三向加载机构由固定安装于所述安装架1上的安装台2a、设于该安装台2a上的定位台2b、位于定位台2b上的加载平板2c和与加载平板2c连接的X向加载装置2d、Y向加载装置2e、Z向加载装置2f组成；所述Z向加载装置2f纵向设置并位于所述加载平板2c的下侧，该Z向加载装置2f的加载端穿过所述定位台2b与所述加载平板2c的中心连接并固定，所述X向加载装置2d和Y向加载装置2e固定安装于所述安装台2a上并水平设置，该X向加载装置2d和Y向加载装置2e分别与所述加载平板2c的X向一侧和Y向一侧连接；如图2所示：所述定位台2b上设有Z向加载装置2f的过孔14，该过孔14大于所述Z向加载装置2f穿过部位。如图3所示：所述X向加载装置2d、Y向加载装置2e和Z向加载装置2f均由液压缸21、连接于液压缸21输出端的压力传感器22组成，所述压力传感器22的一端与所述液压缸21输出端通过螺纹对接，该压力传感器22的另一端与所述加载平板2c连接。

如图1和2和3所示：所述液压缸21通过铰接座13与所述安装台2a连接，所述压力传感器22与所述加载平板2c铰接。所述安装台2a上开有槽孔15，该槽孔15对应所述Z向加载装置2f的液压缸21并沿该液压缸21的铰接旋转方向延伸设置。

实施例2一种静态柔顺性加载测试系统

如图1和4所示：由液压控制系统1-1、激光跟踪仪1-2、机器人定位固定座1-3、液压泵站1-4、实施例1所述的加载设备1-5组成，所述液压控制系统1-1与液压泵站1-4以及对应的液压缸21通过控制阀和管路组成液压回路，所述激光跟踪仪1-2由计算机1a、与该计算机1a连接的控制器1b、与该控制器1b连接的跟踪头1c、安装于所述加载平板2c上的反射器组成，所述机器人定位固定座1-3水平固定，所述加载设备1-5靠近所述机器人定位固定座1-3安装。所述机器人定位固定座1-3的顶面水平并设有十字交叉分布的条形定位槽。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种静态柔顺性加载设备，其特征在于：包括安装架(1)和安装于该安装架(1)上的三向加载机构，该三向加载机构包括固定安装于所述安装架(1)上的安装台(2a)、设于该安装台(2a)上的定位台(2b)、位于定位台(2b)上的加载平板(2c)和与加载平板(2c)连接的X向加载装置(2d)、Y向加载装置(2e)、Z向加载装置(2f)；所述Z向加载装置(2f)纵向设置并位于所述加载平板(2c)的下侧，该Z向加载装置(2f)的加载端穿过所述定位台(2b)与所述加载平板(2c)的中心连接并固定，所述X向加载装置(2d)和Y向加载装置(2e)固定安装于所述安装台(2a)上并水平设置，该X向加载装置(2d)和Y向加载装置(2e)分别与所述加载平板(2c)的X向一侧和Y向一侧连接，所述X向加载装置(2d)、Y向加载装置(2e)和Z向加载装置(2f)均包括液压缸(21)、连接于液压缸(21)输出端的压力传感器(22)，所述压力传感器(22)的一端与所述液压缸(21)输出端通过螺纹对接，该压力传感器(22)的另一端与所述加载平板(2c)连接。

2.根据权利要求1所述的静态柔顺性加载设备，其特征在于：所述安装架(1)呈矩形框架，该安装架(1)底部设有安装座(3)，该安装座(3)设有支撑脚(4)，该支撑脚(4)包括上部的连接部和下部的支撑部，所述连接部为螺杆并与所述安装座(3)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的静态柔顺性加载设备，其特征在于：所述三向加载机构通过滑轨(5)设于所述安装架(1)的内侧并沿滑轨(5)上下滑动，该安装架(1)的顶部设有驱动电机(6)，该驱动电机(6)的输出端向下并连接有第一丝杆(7)，该第一丝杆(7)穿设在固定于所述安装台(2a)上的第一滚珠螺母(8)内。

4.根据权利要求2或3所述的静态柔顺性加载设备，其特征在于：所述安装座(3)上设有两条平行的X向线性导轨(9)，所述安装架(1)设于所述线性导轨(9)上并沿该线性导轨(9)滑动，该安装架(1)底部设有第二丝杆(10)，该第二丝杆(10)一端端部通过固定于安装座(3)上的轴承固定，该端设有手摇转动把(11)，该第二丝杆(10)的另一端穿过安装于安装架(1)底部的第二滚珠螺母(12)。

5.根据权利要求1所述的静态柔顺性加载设备，其特征在于：所述液压缸(21)通过铰接座(13)与所述安装台(2a)连接，所述压力传感器(22)与所述加载平板(2c)铰接。

6.根据权利要求5所述的静态柔顺性加载设备，其特征在于：所述安装台(2a)上开有槽孔(15)，该槽孔(15)对应所述Z向加载装置(2f)的液压缸(21)并沿该液压缸(21)的铰接旋转方向延伸设置。

7.根据权利要求1所述的静态柔顺性加载设备，其特征在于：所述定位台(2b)上设有Z向加载装置(2f)的过孔(14)，该过孔(14)大于所述Z向加载装置(2f)穿过部位。

8.一种静态柔顺性加载测试系统，其特征在于：包括液压控制系统(1-1)、激光跟踪仪(1-2)、机器人定位固定座(1-3)、液压泵站(1-4)、权利要求1～7任一项所述的加载设备(1-5)，所述液压控制系统(1-1)与液压泵站(1-4)以及对应的液压缸(21)通过控制阀和管路组成液压回路，所述激光跟踪仪(1-2)包括计算机(1a)、与该计算机(1a)连接的控制器(1b)、与该控制器(1b)连接的跟踪头(1c)、安装于所述加载平板(2c)上的反射器，所述机器人定位固定座(1-3)水平固定，所述加载设备(1-5)靠近所述机器人定位固定座(1-3)安装。

9.根据权利要求8所述的静态柔顺性加载测试系统，其特征在于：所述机器人定位固定座(1-3)的顶面水平并设有十字交叉分布的条形定位槽。