CN212123355U - 一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，包括用于负载整个装置移动及相应设备安装支撑的可移动式平台、安装在可移动式平台上且用于提供加载力的加载及卸载并保持加载力恒定的动力源、设置在可移动式平台上且将动力源与机器人关节末端连接以用于保证拉力正确施加传递以及拉力数值检测的拉力加载部分。本实用新型结构简单，不复杂且易于制造，通过可移动式平台解决了现有测量装置不能移动的缺点；此外，本实用新型通过自由变更加载用钢丝绳与地轮、滑轮之间的连接方式以改变拉力方向，从而解决了现有测试施加单向力困难，测试成本高的缺陷，且一套装置可适用于不同类型的机器人，适用范围广。

Description

一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置

技术领域

本实用新型涉及机器人性能规范测试技术领域，具体为一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置。

背景技术

机械系统本质上为弹性体，故在静止或运动时在外力作用下皆会出现变形。考虑到串联工业机器人的弱刚性特征可知串联工业机器人也是一种典型的柔性设备。工业机器人的变形、振动幅值、振动衰减(阻尼特性)等机器人动态特性与机器人刚度性能密切相关。现有的测量装置大多数也是固定式不方便携带，且较为复杂以及具有局限性。因此研制一种能够方便移动携带、工作效率高且适用范围广的操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置对于机器人性能识别及提升意义重大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，包括用于负载整个装置移动及相应设备安装支撑的可移动式平台、安装在可移动式平台上且用于提供加载力的加载及卸载并保持加载力恒定的动力源、设置在可移动式平台上且将动力源与机器人关节末端连接以用于保证拉力正确施加传递以及拉力数值检测的拉力加载部。

进一步地，所述可移动式平台包括带有可调节脚轮且用于动力源安装支撑的支架底部固定杆、设置在支架底部固定杆上的支架立柱，所述支架立柱的上端部设有支架上端横梁。

进一步地，所述支架底部固定杆上设有用于保持支架底部固定杆重力平衡的配重圆钢板，所述动力源设置在配重圆钢板上。

进一步地，所述支架立柱、支架上端横梁、支架底部固定杆上一一对应设有能够在相应杆件轴向方向上自由运动且能在任意位置锁定的若干个支架立柱地轮、若干个定滑轮、若干个支架底部地轮。

进一步地，所述动力源包括固定在配重圆钢板上且与连接拉力加载部并向机器人关节末端提供加载力的气缸、通过气源管路与气缸连接的压缩气源。

进一步地，所述压缩气源与气缸之间还设有精密减压阀及换向阀。

进一步地，所述拉力加载部包括两端与动力源、机器人末端对应连接以将加载力从动力源传递到机器人末端的加载用钢丝绳、设置在加载用钢丝绳上靠近机器人末端位置处的电子式压力计，所述加载用钢丝绳通过穿过若干个支架立柱地轮、若干个定滑轮、若干个支架底部地轮中的任意一个或多个的方式来改变动力源对机器人末端的拉力方向。

进一步地，所述拉力加载部还包括设置在机器人末端且与加载用钢丝绳连接的机器人末端连接装置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单，不复杂且易于制造，通过可移动式平台解决了现有测量装置不能移动的缺点；其次，利用气源进行动力加载，大大提高了测试效率，避免了传统重物加载在大负载机型上操作困难的问题；此外，本实用新型通过自由变更加载用钢丝绳与地轮、滑轮之间的连接方式以改变拉力方向，从而解决了现有测试施加单向力困难，测试成本高的缺陷，且一套装置可适用于不同类型的机器人，适用范围广。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中机器人末端连接装置的结构示意图；

图3为本实用新型的使用流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本实用新型进一步阐述。

如图1所示，一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，包括可移动式平台、动力源、以及拉力加载部，其中动力源、以及拉力加载部对应设置在可移动式平台上。可移动式平台的作用在于不仅能够负载整个装置移动，解决了现有测量装置不能移动的缺点；而且起到了安装支撑作用。所述动力源的作用在于提供加载力的加载及卸载并保持加载力恒定，所述拉力加载部的作用在于将动力源与机器人关节末端连接以用于保证拉力正确施加传递以及拉力数值检测。

具体的，所述可移动式平台包括带有五个可调节脚轮15的支架底部固定杆 8，五个可调节脚轮15均具有锁死和微调高度功能；所述支架底部固定杆8上设有支架立柱6和配重圆钢板12，其中所述配重圆钢板12的作用在于保持支架底部固定杆8的重力平衡，所述动力源固定安装在配重圆钢板12上。所述支架立柱6 通过连接角件16固定连接在支架底部固定杆8上，所述支架立柱6的上端部通过连接角件16连接有支架上端横梁7，为了进一步保证支架上端横梁7的稳定性，还通过螺栓进行加固。所述支架立柱6、支架上端横梁7的左侧下方、支架底部固定杆8的左侧杆部上对应设有能够在相应杆件轴向方向上自由运动且能在任意位置锁定的支架立柱地轮9、定滑轮10、支架底部地轮11，其中本实施例中支架立柱地轮9设有一个，定滑轮10以及支架底部地轮11各自设有两个。所述支架立柱地轮9、定滑轮10以及支架底部地轮11的数量不是固定的，在实际使用过程中可以根据测试需要进行增加或减少。另外，支架立柱地轮9、定滑轮10、支架底部地轮11的承载范围需大于气源加载力最大值的1.5倍。

所述动力源包括固定在配重圆钢板12上的气缸5、通过气源管路4与气缸5连接的压缩气源1，所述气缸5与压缩气源1之间还设有精密减压阀2及换向阀3；其中气缸5与连接拉力加载部并向机器人关节末端提供加载力，精密减压阀2可自由更改负载力的大小。动力源采用压缩气源1以及气缸5进行动力加载，能够大大提高测试效率。

其中所述气缸5为单缸气缸，压缩气源1为工业通用压缩气源；压力范围在 1MPa以内；精密减压阀2的调节精度不低于0.01MPa；换向阀3为三位四通换向阀。

所述拉力加载部包括两端与动力源、机器人末端对应连接的加载用钢丝绳 17、设置在加载用钢丝绳17上靠近机器人末端位置处电子式压力计13、以及设置在机器人末端且与加载用钢丝绳连接的机器人末端连接装置14。其中所述加载用钢丝绳17用于将加载力从动力源传递到机器人末端，所述加载用钢丝绳17 通过穿过一个支架立柱地轮、两个定滑轮、两个支架底部地轮中的任意一个或多个的方式来改变动力源对机器人末端的拉力方向，以此来实现适用于不同类型的机器人关节及整机刚度测量。通过电子式压力计13对施加的拉力进行数值检测。如图2所示，所述机器人末端连接装置14包括连接用法兰盘141和M10万向吊环142。

此外，本装置中的气缸5、支架立柱地轮9、定滑轮10、支架底部地轮11、电子式压力计13、可调节脚轮15、加载用钢丝绳17可根据具体所需测量对象的实际需求进行参数调整。

本装置在使用过程中需结合激光跟踪仪进行测量。具体使用过程如图3所示，以测量某型机器人Z方向整机刚度为例，首先连接激光跟踪仪套件，将连接用法兰盘安装在机器人末端，M10万向吊环安装在连接用法兰盘上，接着将本装置移动至机器人附近，将加载用钢丝绳17的一端与M10万向吊环连接；然后调整好本装置位置，保证加载用钢丝绳17尽可能沿机器人Z轴方向，调节可调节脚轮 15使得脚撑地，滚轮悬空；接着，检查本装置，保证气缸5处于拉伸状态，加载用钢丝绳17处于微微张紧状态，打开电子式压力计13，保证此时的拉力为0N；接着，打开压缩气源1，将精密减压阀2数值调至0处，保证换向阀3开关处于中间位置；接着，分别将三个测试用的靶球置于待测点位置P₁、P₂和P₃，保证待测位置均能有效的被激光跟踪仪追踪到；接着，记录拉力为0N时激光跟踪仪采集的三个靶球位置坐标P₁₀(x,y,z)、P₂₀(x,y,z)和P₃₀(x,y,z)；然后，调整精密减压阀2压强，打开换向阀开关，观察电子式压力计13数值，当显示拉力达到设定值且稳定时按下精密减压阀2开关保证压强不变，记录激光跟踪仪此时采集的三个靶球位置坐标P_1i(x,y,z)、P_2I(x,y,z)和P_3I(x,y,z)；接着，打开精密减压阀2 开关再次调整压强，重复上述测试步骤直至所有预先设定拉力测完为止；记录每次激光跟踪仪所测三个靶球位置坐标；接着，测试完成后关闭换向阀3，将精密减压阀2数值调零，关闭压缩气源1；最后，整理测试装置，打扫现场，将测试数据保存好用于后期分析。

其中，从三个靶球位置测量步骤至完成所有预先设定拉力测试步骤，需要重复三组。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，其特征在于：包括用于负载整个装置移动及相应设备安装支撑的可移动式平台、安装在可移动式平台上且用于提供加载力的加载及卸载并保持加载力恒定的动力源、设置在可移动式平台上且将动力源与机器人关节末端连接以用于保证拉力正确施加传递以及拉力数值检测的拉力加载部。

2.根据权利要求1所述的一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，其特征在于：所述可移动式平台包括带有可调节脚轮(15)且用于动力源安装支撑的支架底部固定杆(8)、设置在支架底部固定杆(8)上的支架立柱(6)，所述支架立柱(6)的上端部设有支架上端横梁(7)。

3.根据权利要求2所述的一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，其特征在于：所述支架底部固定杆(8)上设有用于保持支架底部固定杆(8)重力平衡的配重圆钢板(12)，所述动力源设置在配重圆钢板(12)上。

4.根据权利要求2所述的一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，其特征在于：所述支架立柱(6)、支架上端横梁(7)、支架底部固定杆(8)上一一对应设有能够在相应杆件轴向方向上自由运动且能在任意位置锁定的若干个支架立柱地轮(9)、若干个定滑轮(10)、若干个支架底部地轮(11)。

5.根据权利要求3所述的一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，其特征在于：所述动力源包括固定在配重圆钢板(12)上且与拉力加载部连接并向机器人关节末端提供加载力的气缸(5)、通过气源管路(4)与气缸(5)连接的压缩气源(1)。

6.根据权利要求5所述的一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，其特征在于：所述压缩气源(1)与气缸(5)之间还设有精密减压阀(2)及换向阀(3)。

7.根据权利要求4所述的一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，其特征在于：所述拉力加载部包括两端与动力源、机器人末端对应连接以将加载力从动力源传递到机器人末端的加载用钢丝绳(17)、设置在加载用钢丝绳(17)上靠近机器人末端位置处的电子式压力计(13)，所述加载用钢丝绳(17)通过穿过若干个支架立柱地轮(9)、若干个定滑轮(10)、若干个支架底部地轮(11)中的任意一个或多个的方式来改变动力源对机器人末端的拉力方向。

8.根据权利要求7所述的一种操作型工业机器人关节及整机刚度测量加载装置，其特征在于：所述拉力加载部还包括设置在机器人末端且与加载用钢丝绳(17)连接的机器人末端连接装置(14)。

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