CN110374961A - 一种足式机器人液压作动器自动标定装置及标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种足式机器人液压作动器自动标定装置及标定方法，该装置包括标定平台、标准液压作动器、推板、液压泵站及控制单元，所述标准液压作动器和待测试液压作动器分别安装在标定平台的两端，所述推板位于标准液压作动器和待测试液压作动器之间的位置处，并可在两者之间运动；所述液压泵站用来驱动标准液压作动器和待测试液压作动器的活塞杆推动推板运动到行程范围内的任意位置。该方法是基于上述自动标定装置来实施。本发明具有原理简单、操作简便、自动化程度高、精度高等优点。

Description

一种足式机器人液压作动器自动标定装置及标定方法
技术领域
本发明主要涉及到机器人运动控制领域，特指一种足式机器人液压作动器自动标定装置及标定方法。
背景技术
在现有技术中，足式机器人液压控制系统的搭建和使用过程中，普遍采用的是人工测量的方法对足式机器人的液压作动器进行标定。
人工测量的方法为：首先，使用游标卡尺测量油缸铰耳的两个轴线之间的实际值；然后，读取位移传感器的电信号，人工记录数据点，在这个过程中一般因工作量较大，只采集5个数据集。最后，使用MATLAB等数值计算软件拟合得到电信号与作动器位移的关系曲线。
上述现有人工测量的方法存在的不足在于：存在人工技能测量等不确定项和误差，同时人工操作效率低，测量精度低，直接影响到项目开发的速度。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、操作简便、自动化程度高、精度高的足式机器人液压作动器自动标定装置及标定方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种足式机器人液压作动器自动标定装置，包括标定平台、标准液压作动器、推板、液压泵站及控制单元，所述标准液压作动器和待测试液压作动器分别安装在标定平台的两端，所述推板位于标准液压作动器和待测试液压作动器之间的位置处，并可在两者之间运动；所述液压泵站用来驱动标准液压作动器和待测试液压作动器的活塞杆推动推板运动到行程范围内的任意位置。
作为本发明装置的进一步改进：所述标定平台上安装有导轨，所述推板沿着导轨运动。
作为本发明装置的进一步改进：所述推板为两块以上。
作为本发明装置的进一步改进：所述每个推板独立与一根导轨配合，或者所有推板共用一根导轨。
作为本发明装置的进一步改进：所述液压泵站直接安装在标定平台上，或者安装在标定平台之外；所述液压泵站通过液压管路与标准液压作动器和待测试液压作动器相连通。
作为本发明装置的进一步改进：所述控制单元为计算机控制系统或PLC，所述控制单元用来实时记录推板与待测试液压作动器的缸筒焦耳轴线之间的距离值，并获取获得待测试液压作动器的位移值和位移传感器的电信号值。
本发明进一步提供一种基于上述足式机器人液压作动器自动标定装置的标定方法，其步骤为：
步骤S1：驱动标准液压作动器和待测试液压作动器运动，使其活塞杆接触到推板；
步骤S2：实时获取此时待测试液压作动器的位移值和位移传感器的电信号值；
步骤S3：重复步骤S1和步骤S2，进行下一组数据的采集过程；重复次数根据实际需要来进行预设；控制单元完成多组数据集的采集；
步骤S4：控制单元采集到N组数据集，并通过拟合的方法获得该待测试液压作动器的位移传感器电信号与位移值的线性或者非线性曲线，并得到一个线性或非线性曲线的系数；
步骤S5：完成以上步骤后，再设定M个点进行曲线正确性和可靠性的验证，方法与上相同。
作为本发明方法的进一步改进：所述接触推板的判断方法是：当标准液压作动器的压力传感器检测值达到一定阈值，该阈值为预设的阈值，则判断得出结论待测试液压作动器的活塞杆已接触推板。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S3中，设定N个位置点，N大于或等于2，通过采集得到的N组数据集，一组一组地由控制单元来完成记录。
作为本发明方法的进一步改进：还包括步骤S6：通过控制单元采集到N组数据集进一步对待测试液压作动器的压力传感器进行标定。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的足式机器人液压作动器自动标定装置及标定方法，原理简单、操作简便、自动化程度高、精度高，能够避免人工测量方式中所产生的不确定项和误差，大幅提高操作效率，提高整体项目开发的速度。
附图说明
图1是本发明自动标定装置的结构原理示意图。
图2是本发明自动标定方法的流程示意图。
图例说明：
1、标定平台；2、导轨、3、标准液压作动器；4、推板；5、待测试液压作动器；6、液压泵站；7、控制单元。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的足式机器人液压作动器自动标定装置，包括标定平台1、标准液压作动器2、推板4、液压泵站6及控制单元7，标准液压作动器3和待测试液压作动器5分别安装在标定平台1的两端，推板4位于标准液压作动器3和待测试液压作动器5之间的位置处，并可在两者之间运动。液压泵站6用来驱动标准液压作动器2和待测试液压作动器5的活塞杆推动推板4运动到行程范围内的任意位置。
本发明的液压泵站6用来实现两个液压作动器可顺畅的往复运动，液压作动器的活塞杆推动推板4左右运动到行程范围内的任意位置，通过上述运动待测试液压作动器5就可以完成高精度的位移标定。
在具体应用实例中，标准液压作动器2为高精度的液压作动器，作为标定的参考标准。
在具体应用实例中，所述标定平台1上安装有导轨2，所述推板4沿着导轨2运动，用来保证推板4运动的可靠性。
在具体应用实例中，所述推板4可以为两块以上，用来保证与标准液压作动器3和待测试液压作动器5上活塞杆配合的精确性。每个推板4可以独立与一根导轨2配合，也可以共用一根导轨2。
在具体应用实例中，根据实际需要，所述液压泵站6可以直接安装在标定平台1上，也可以安装在标定平台1之外，其都是通过液压管路与标准液压作动器3和待测试液压作动器5相连通。
在具体应用实例中，控制单元7为计算机控制系统或PLC，所述控制单元7用来实时记录推板4与待测试液压作动器5的缸筒焦耳轴线之间的距离值，并获取获得待测试液压作动器5的位移值和位移传感器的电信号值，
如图2所示，基于上述本发明的足式机器人液压作动器自动标定装置，本发明进一步提供一种自动标定方法，其步骤为：
步骤S1：驱动标准液压作动器3和待测试液压作动器5运动，使其活塞杆接触到推板4；
接触推板4的判断方法是：当标准液压作动器3的压力传感器检测值达到一定阈值（该阈值为预设的阈值），则判断得出结论待测试液压作动器5的活塞杆已接触推板4。
步骤S2：实时获取此时待测试液压作动器5的位移值和位移传感器的电信号值；
步骤S3：重复步骤S1和步骤S2，进行下一组数据的采集过程。重复次数根据实际需要来进行预设。控制单元7完成N组数据集的采集。
在具体应用实例中，可以设定N个位置点，N大于或等于2，通过采集得到的N组数据集，一组一组地由控制单元7来完成记录。
步骤S4：控制单元7采集到N组数据集，并通过拟合的方法获得该待测试液压作动器5的位移传感器电信号与位移值的线性或者非线性曲线，并得到一个线性或非线性曲线的系数等参数。
步骤S5：完成以上步骤后，再设定M个点进行曲线正确性和可靠性的验证，方法与上相同。
由上可知，通过本发明的方法及装置，可以使用一键标定方法，就能在控制单元4（计算机）中设定较多的测试点，可以得到更加精确的标定数据，省时省力，为后续批量化生产和设计打下基础。同时验证曲线可靠性和正确性的效率也很好。
本发明的上述方法，进一步还包括步骤S6：通过控制单元7采集到N组数据集进一步对待测试液压作动器5的压力传感器进行标定。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种足式机器人液压作动器自动标定装置，其特征在于，包括标定平台（1）、标准液压作动器（2）、推板（4）、液压泵站（6）及控制单元（7），所述标准液压作动器（3）和待测试液压作动器（5）分别安装在标定平台（1）的两端，所述推板（4）位于标准液压作动器（3）和待测试液压作动器（5）之间的位置处，并可在两者之间运动；所述液压泵站（6）用来驱动标准液压作动器（2）和待测试液压作动器（5）的活塞杆推动推板（4）运动到行程范围内的任意位置。
2.根据权利要求1所述的足式机器人液压作动器自动标定装置，其特征在于，所述标定平台（1）上安装有导轨（2），所述推板（4）沿着导轨（2）运动。
3.根据权利要求1所述的足式机器人液压作动器自动标定装置，其特征在于，所述推板（4）为两块以上。
4.根据权利要求3所述的足式机器人液压作动器自动标定装置，其特征在于，所述每个推板（4）独立与一根导轨（2）配合，或者所有推板（4）共用一根导轨（2）。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的足式机器人液压作动器自动标定装置，其特征在于，所述液压泵站（6）直接安装在标定平台（1）上，或者安装在标定平台（1）之外；所述液压泵站（6）通过液压管路与标准液压作动器（3）和待测试液压作动器（5）相连通。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的足式机器人液压作动器自动标定装置，其特征在于，所述控制单元（7）为计算机控制系统或PLC，所述控制单元（7）用来实时记录推板（4）与待测试液压作动器（5）的缸筒焦耳轴线之间的距离值，并获取获得待测试液压作动器（5）的位移值和位移传感器的电信号值。
7.一种基于上述权利要求1-6中任意一项足式机器人液压作动器自动标定装置的标定方法，其特征在于，其步骤为：
步骤S1：驱动标准液压作动器（3）和待测试液压作动器（5）运动，使其活塞杆接触到推板（4）；
步骤S2：实时获取此时待测试液压作动器（5）的位移值和位移传感器的电信号值；
步骤S3：重复步骤S1和步骤S2，进行下一组数据的采集过程；重复次数根据实际需要来进行预设；控制单元（7）完成多组数据集的采集；
步骤S4：控制单元（7）采集到N组数据集，并通过拟合的方法获得该待测试液压作动器（5）的位移传感器电信号与位移值的线性或者非线性曲线，并得到一个线性或非线性曲线的系数；
步骤S5：完成以上步骤后，再设定M个点进行曲线正确性和可靠性的验证，方法与上相同。
8.根据权利要求7所述的足式机器人液压作动器自动标定方法，其特征在于，所述接触推板（4）的判断方法是：当标准液压作动器（3）的压力传感器检测值达到一定阈值，该阈值为预设的阈值，则判断得出结论待测试液压作动器（5）的活塞杆已接触推板（4）。
9.根据权利要求7所述的足式机器人液压作动器自动标定方法，其特征在于，所述步骤S3中，设定N个位置点，N大于或等于2，通过采集得到的N组数据集，一组一组地由控制单元（7）来完成记录。
10.根据权利要求7所述的足式机器人液压作动器自动标定方法，其特征在于，还包括步骤S6：通过控制单元（7）采集到N组数据集进一步对待测试液压作动器（5）的压力传感器进行标定。
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