CN114894130B - 一种智能机器人结构部件测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人加工技术领域，公开了一种智能机器人结构部件测试设备，包括第一机体，第一机体上设有第一测量单元，第一测量单元包括第一缸体，第一缸体的内部设有第一缸室，第一缸室的内部设有第一活塞，第一缸室的内部填充可压缩流体，第一缸室上开设有测量口，测量口上设有第一压力测量单元，第一压力测量单元用于测量第一缸室的内部的可压缩流体的压力；第一机体的中心设有第一轴，第一缸体与第一机体滑动连接，第一轴连接用于驱动第一缸体沿第一轴的径向移动的第一传动机构；第一机体的右侧设有夹持机构；本发明能够通过比较测量的方式能够快速准确的判断结构部件是否符合标准。

Description

一种智能机器人结构部件测试设备

技术领域

本发明涉及机器人加工领域，更具体地说，它涉及一种智能机器人结构部件测试设备。

背景技术

如图8所示，对于本发明所要测试的智能机器人结构部件，其作为机器人的传动构件之一，需要驱动机器人的手臂完成三维空间内的多角度摆动动作，其主要包括圆柱形的主体以及环绕主体的沟槽，该沟槽并非分布于同一平面，并且沟槽各处斜角不同，对于一个合格的结构部件来说，其沟槽的各处深度以及沟槽侧面的角度等尺寸参数较多，难以通过测量工具一一测量，也难以通过投影测量的方法进行测量。

发明内容

本发明提供一种智能机器人结构部件测试设备，解决相关技术中智能机器人结构部件的测量困难的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种智能机器人结构部件测试设备，包括第一机体，第一机体上设有第一测量单元，第一测量单元包括第一缸体，第一缸体的内部设有第一缸室，第一缸室的内部设有第一活塞，第一缸室的内部填充可压缩流体，第一缸室上开设有测量口，测量口上设有第一压力测量单元，第一压力测量单元用于测量第一缸室的内部的可压缩流体的压力；

第一机体的中心设有第一轴，第一缸体与第一机体滑动连接，第一轴连接用于驱动第一缸体沿第一轴的径向移动的第一传动机构；第一传动机构包括拐臂，拐臂与第一轴固定连接，拐臂与第二轴转动连接，第二轴与第一轴相互平行，第二轴与第一块转动连接，第一块通过铰接杆与第一缸体铰接；第一活塞的内端连接第一测量杆，第一测量杆滑动连接第一滑杆，第一滑杆与第一轴平行设置，第一滑杆连接第一测量头；

第一机体的右侧设有夹持机构，夹持机构包括夹具以及连接夹具的第三轴，第三轴与第一轴同轴设置，第三轴与第二机体转动连接，第二机体的底部连接用于驱动其沿第三轴的轴向移动的第一直线驱动机构，第三轴连接用于驱动其自转的第一旋转驱动机构，第三轴或夹具上设有用于连接第一轴的连接机构；夹具采用夹爪或电磁铁，第三轴穿过夹具以及结构部件的中心孔延伸到结构部件的左侧，然后通过连接机构与第一轴连接；

夹具夹持结构部件，然后第一直线驱动机构驱动第二机体整体向左移动，结构部件插入第一机体内，第三轴或夹具与第一轴连接，第一旋转动力源驱动第三轴转动，第三轴转动能够驱动结构部件转动，结构部件的转动能够驱动第一测量头的内外移动，进而带动第一活塞的移动，从而使第一缸室内的可压缩流体的压力发生变化。

进一步地，第一缸体的行程为第一测量头的行程的2/3。

进一步地，可压缩流体为氮气或二氧化碳。

进一步地，第一缸室连通第一缸体的第一口和第二口，第一口和第二口分别用于注入可压缩流体或排出可压缩流体。

进一步地，第一旋转驱动机构包括第一齿轮传动机构和第一电机，第一电机的输出端通过第一齿轮传动机构连接第三轴。

进一步地，第一机体内还设有第二测量单元，第二测量单元包括第二缸体，第二缸体的内部设有第二缸室，第二缸室的内部设有第二活塞，第二缸室的内部填充可压缩流体，第二缸室上开设有测量口，测量口上设有第二压力测量单元；第二活塞的右端连接第二测量杆，第二测量杆滑动的连接第二滑杆，第二测量杆沿第一轴的轴向设置，第二滑杆与第二测量杆垂直设置，第二滑杆的内端设有第二测量头，第二滑杆的外端与第二测量杆之间设置弹簧。

进一步地，拐臂包括第一拐臂和第二拐臂，第一拐臂与第二拐臂活动的连接，第一拐臂和第二拐臂均是沿第一轴的径向设置，第一拐臂固定连接第一轴，第二拐臂连接用于驱动其沿第一轴的径向移动的第二直线驱动机构。

本发明的有益效果在于：

本发明通过结构部件的运动带动测量头被动的移动，测量头将位移量转化为可压缩流体的压力变化量，将位移参数变换为压力参数进行测量，能够避免测量头相对于结构部件运动时产生的振动导致的直接测量位移量测量不准确的问题；

本发明能够通过比较测量的方式能够快速准确的判断结构部件是否符合标准。

附图说明

图1是本发明的一种智能机器人结构部件测试设备的前视图；

图2是本发明的第一机体的后视图；

图3是本发明的第一机体的剖视图；

图4是图3的A处放大图；

图5是本发明的拐臂、第一块和铰接杆的结构示意图；

图6是本发明的第一测量头沿沟槽移动的轨迹图；

图7是本发明的第一拐臂和第二拐臂的结构示意图；

图8是本发明测试的结构部件的结构示意图。

图中：结构部件10，第一机体101，第一测量单元102，第一缸体103，第一缸室104，第一活塞105，第一压力测量单元106，第一测量杆107，第一滑杆108，第一轴109，拐臂110，第二轴111，第一块112，铰接杆113，夹具114，第三轴115，第二机体116，第一直线驱动机构117，第一测量头118，第一口119，第二口120，第二缸体201，第二测量杆202，第二滑杆203，第二测量头204，弹簧205，第一拐臂1101，第二拐臂1102，第二直线驱动机构1103。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

实施例一

如图1-图5所示，一种智能机器人结构部件测试设备，包括第一机体101，第一机体101上设有第一测量单元102，第一测量单元102包括第一缸体103，第一缸体103的内部设有第一缸室104，第一缸室104的内部设有第一活塞105，第一缸室104的内部填充可压缩流体，第一缸室104上开设有测量口，测量口上设有第一压力测量单元106，第一压力测量单元106用于测量第一缸室104的内部的可压缩流体的压力；

第一机体101的中心设有第一轴109，第一缸体103与第一机体101滑动连接，第一轴109连接用于驱动第一缸体103沿第一轴109的径向移动的第一传动机构；第一传动机构包括拐臂110，拐臂110与第一轴109固定连接，拐臂110与第二轴111转动连接，第二轴111与第一轴109相互平行，第二轴111与第一块112转动连接，第一块112通过铰接杆113与第一缸体103铰接；第一活塞105的内端连接第一测量杆107，第一测量杆107滑动连接第一滑杆108，第一滑杆108与第一轴109平行设置，第一滑杆108连接第一测量头118；

第一机体101的右侧设有夹持机构，夹持机构包括夹具114以及连接夹具114的第三轴115，第三轴115与第一轴109同轴设置，第三轴115与第二机体116转动连接，第二机体116的底部连接用于驱动其沿第三轴115的轴向移动的第一直线驱动机构117，第三轴115连接用于驱动其自转的第一旋转驱动机构，第三轴115或夹具114上设有用于连接第一轴109的连接机构；

夹具114夹持结构部件10，然后第一直线驱动机构117驱动第二机体116整体向左移动，结构部件10插入第一机体101内，第三轴115或夹具114与第一轴109连接，第一旋转动力源驱动第三轴115转动，第三轴115转动能够驱动结构部件10转动，结构部件10的转动能够驱动第一测量头118的内外移动，进而带动第一活塞105的移动，从而使第一缸室104内的可压缩流体的压力发生变化；

第三轴115的转动能够带动第一轴109的转动，第一轴109带动拐臂110转动，进而带动第二轴111绕第一轴109转动，通过第一块112和铰接杆113驱动第一缸体103沿第一轴109的径向往复移动；

如图6所示，第一测量头118沿沟槽移动的轨迹是一个凸轮的轮廓，虽然第一缸体103的移动与第一测量头118的移动并非是同步的，但是可以保持二者的移动趋势是相同的，第一测量头118移动到最靠近第一轴109的位置时，第一缸体103移动到最靠近第一轴109的位置，第一测量头118移动到最远离第一轴109的位置时，第一缸体103移动到最远离第一轴109的位置；

移动第一缸体103的目的主要是降低第一活塞105相较于第一缸体103的移动量，参考第一测量头118的移动轨迹，如果第一缸体103是固定的，第一测量头118的行程是较大的，此时第一缸体103内的可压缩流体的压缩量较大，较大的压缩量带来了更大的误差；此时根据第一测量头118的移动来移动第一缸体103能够降低可压缩流体的压缩量，降低误差；

但是需要说明的是，第一缸体103的行程小于第一测量头118的行程。优选的，第一缸体103的行程为第一测量头118的行程的2/3。

本发明采用的是比较测量的方法，可以测量一个合格的结构部件10获得第一缸室104内部的可压缩流体的压力随时间变化的压力曲线，将该压力曲线作为标准压力曲线；

然后对待测量的结构部件10进行测量获得压力曲线，计算压力曲线与标准压力曲线的相似度，如果相似度大于设定的阈值则判断待测量的结构部件10合格，否则判断待测量的结构部件10不合格。

计算曲线相似度可以通过现有的算法或软件包进行计算。

在本发明的一个实施例中，可压缩流体为氮气或二氧化碳或空气；

也可以采用水、油或混合液体，但是需要考虑的是液体的压缩比低于气体，对于结构部件10的损伤更大。

在本发明的一个实施例中，第一缸室104连通第一缸体103的第一口119和第二口120，第一口119和第二口120分别用于注入可压缩流体或排出可压缩流体；

在结构部件10进入第一机体101前可以排出可压缩流体使第一测量头118外移，结构部件10进入第一机体101后再注入可压缩流体使第一测量头118向内移动进入结构部件10的沟槽；

在本发明的一个实施例中，第一旋转驱动机构包括第一齿轮传动机构和第一电机，第一电机的输出端通过第一齿轮传动机构连接第三轴115。

在本发明的一个实施例中，夹具114采用夹爪或电磁铁。第三轴115可以是穿过夹具114以及结构部件10的中心孔延伸到结构部件10的左侧，然后通过连接机构与第一轴109连接。

连接机构包括设置于第三轴115上的键，第一轴109上设有与第三轴115的键配合的键槽。

连接机构还可以是设置于第三轴115上的吸盘或电磁铁。

在本发明的一个实施例中，夹具114采用气胀轴，其插入结构部件10的中心孔内固定。此时连接机构可以设置于夹具114的左端。

在本发明的一个实施例中，为了使第一测量头118能够在结构部件10的沟槽内部顺利的移动，在第一测量头118通过转接杆连接第一滑杆108，转接杆的直径小于第一测量头118的直径，第一测量头118可以是与转接杆连接的球头或滚轮。

实施例二

在实施例一的基础上，第一机体101内还设有第二测量单元，第二测量单元包括第二缸体201，第二缸体201的内部设有第二缸室，第二缸室的内部设有第二活塞，第二缸室的内部填充可压缩流体，第二缸室上开设有测量口，测量口上设有第二压力测量单元；第二活塞的右端连接第二测量杆202，第二测量杆202滑动的连接第二滑杆203，第二测量杆202沿第一轴109的轴向设置，第二滑杆203与第二测量杆202垂直设置，第二滑杆203的内端设有第二测量头204，第二滑杆203的外端与第二测量杆202之间设置弹簧205。

第二滑杆203能够沿第一轴109的径向移动，使第二测量杆202仅沿第一轴109的轴向移动；

对于第二测量单元同样采用比较测量的方法。

第二缸体201上设有连通第二缸室的第三口和第四口。

实施例三

如图7所示，在实施例一的基础上，拐臂110包括第一拐臂1101和第二拐臂1102，第一拐臂1101与第二拐臂1102活动的连接，第一拐臂1101和第二拐臂1102均是沿第一轴109的径向设置，第一拐臂1101固定连接第一轴109，第二拐臂1102连接用于驱动其沿第一轴109的径向移动的第二直线驱动机构1103；

作为一种具体的实施方式，第二直线驱动机构1103可以是液压缸或气缸，液压缸或气缸的活塞杆连接第二拐臂1102。

作为一种具体的实施方式，第二直线驱动机构1103可以是电动推杆，电动推杆的推杆连接第二拐臂1102。

通过移动第二拐臂1102能够调整拐臂110整体的长度，进而调整第一测量单元102的缸体的行程，适用于不同尺寸或型号的结构部件10。

实施例四

在实施例一的基础上，第一测量单元102设有三个，三个第一测量单元102绕第一机体101均匀环形阵列分布，三个第一测量单元102的第一缸体103分别通过铰接杆113与同一个第一块112铰接。

通过三个第一测量单元102能够得到三条压力曲线，分别进行对照能够提高测量的准确度。

上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (9)

1.一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，包括第一机体，第一机体上设有第一测量单元，第一测量单元包括第一缸体，第一缸体的内部设有第一缸室，第一缸室的内部设有第一活塞，第一缸室的内部填充可压缩流体，第一缸室上开设有测量口，测量口上设有第一压力测量单元，第一压力测量单元用于测量第一缸室的内部的可压缩流体的压力；

第一机体的中心设有第一轴，第一缸体与第一机体滑动连接，第一轴连接用于驱动第一缸体沿第一轴的径向移动的第一传动机构；第一传动机构包括拐臂，拐臂与第一轴固定连接，拐臂与第二轴转动连接，第二轴与第一轴相互平行，第二轴与第一块转动连接，第一块通过铰接杆与第一缸体铰接；第一活塞的内端连接第一测量杆，第一测量杆滑动连接第一滑杆，第一滑杆与第一轴平行设置，第一滑杆连接第一测量头；

第一机体的右侧设有夹持机构，夹持机构包括夹具以及连接夹具的第三轴，第三轴与第一轴同轴设置，第三轴与第二机体转动连接，第二机体的底部连接用于驱动其沿第三轴的轴向移动的第一直线驱动机构，第三轴连接用于驱动其自转的第一旋转驱动机构，第三轴或夹具上设有用于连接第一轴的连接机构；

夹具夹持结构部件，然后第一直线驱动机构驱动第二机体整体向左移动，结构部件插入第一机体内，第三轴或夹具与第一轴连接，第一旋转动力源驱动第三轴转动；

第一测量头沿沟槽移动的轨迹是一个凸轮的轮廓，第一测量头移动到最靠近第一轴的位置时，第一缸体移动到最靠近第一轴的位置，第一测量头移动到最远离第一轴的位置时，第一缸体移动到最远离第一轴的位置；

第一缸体的行程小于第一测量头的行程。

2.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，第一缸体的行程为第一测量头的行程的2/3。

3.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，可压缩流体为氮气或二氧化碳。

4.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，第一缸室连通第一缸体的第一口和第二口，第一口和第二口分别用于注入可压缩流体或排出可压缩流体。

5.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，第一旋转驱动机构包括第一齿轮传动机构和第一电机，第一电机的输出端通过第一齿轮传动机构连接第三轴。

6.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，夹具采用夹爪或电磁铁。

7.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，第三轴穿过夹具以及结构部件的中心孔延伸到结构部件的左侧，然后通过连接机构与第一轴连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，第一机体内还设有第二测量单元，第二测量单元包括第二缸体，第二缸体的内部设有第二缸室，第二缸室的内部设有第二活塞，第二缸室的内部填充可压缩流体，第二缸室上开设有测量口，测量口上设有第二压力测量单元；第二活塞的右端连接第二测量杆，第二测量杆滑动的连接第二滑杆，第二测量杆沿第一轴的轴向设置，第二滑杆与第二测量杆垂直设置，第二滑杆的内端设有第二测量头，第二滑杆的外端与第二测量杆之间设置弹簧。

9.根据权利要求1-7任一所述的一种智能机器人结构部件测试设备，其特征在于，拐臂包括第一拐臂和第二拐臂，第一拐臂与第二拐臂活动的连接，第一拐臂和第二拐臂均是沿第一轴的径向设置，第一拐臂固定连接第一轴，第二拐臂连接用于驱动其沿第一轴的径向移动的第二直线驱动机构。

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