CN213274879U - 一种软体机械手测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种软体机械手测试装置，包括底板，底板上设有电机、用于安装软体机械手的第一支架以及输入扭矩传感器，输入扭矩传感器的输入端与电机的输出轴固定连接，输入扭矩传感器的输出端与软体机械手固定连接；底板上还设有第二支架，第二支架上安装有被软体机械手夹持的受力物块，受力物块上固定设置有第一连接轴，第一连接轴上设置有第一伞齿轮，第一伞齿轮与两组第二伞齿轮相啮合，两组第二伞齿轮均分别连接有输出扭矩传感器。本实用新型采用第一伞齿轮将输出扭矩分流成两组相同的扭矩参数独立进行测试，减少了安装误差带来的影响，避免只有单个输出扭矩传感器测试而带来的误差，两组输出扭矩传感器能够客观准确地反映实际输出的扭矩。
Description
技术领域
本实用新型涉及测试技术领域，更具体地，涉及一种软体机械手测试装置。
背景技术
当前为测试扭矩，普遍采用传统的单轴测试装置。由于传统的单轴测试装置受安装时的同轴度影响，并且只有一个输出扭矩传感器，最终导致测试得到的扭矩数据存在精度低的问题。中国专利公开号为CN205562093U，公开了一种旋转电机扭力测试装置，包括：固定模组：用于固定待测电机；负载制动模组：用于为待测电机提供不同的负载力矩；数据采集模组：通过第一联轴器与待测电机的转轴连接，通过第二联轴器与负载制动模组连接，所述数据采集模组设置有扭力传感模组和速度传感模组；控制模组：与所述负载制动模组、扭力传感模组以及速度传感模组通信连接；工控机：与所述控制模组进行通信。该测试装置通过负载制动模组提供负载力矩达到对电机制动，并结合扭力传感模组以及速度传感模组测定相应的速度和制动时的扭力从而可以完成扭矩、转速以及扭矩和速度之间的关联动态变化的测试，适应于各类旋转电机的测试。由于该装置中，用于测量所述负载力矩的扭力传感模组采用的是单轴测试的方式，测试的扭矩数据误差大，不能够准确地反映实际的扭矩。
实用新型内容
本实用新型为克服上述现有技术中采用单轴测试装置测量扭矩时，存在着测量扭矩数据误差大，不能够准确地反映实际扭矩的问题，提供一种软体机械手测试装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种软体机械手测试装置，包括底板，所述底板上设置有电机、用于安装软体机械手的第一支架以及输入扭矩传感器，所述输入扭矩传感器的输入端与所述电机的输出轴固定连接，所述输入扭矩传感器的输出端与所述软体机械手固定连接；所述底板上还设置有第二支架，所述第二支架上安装有被所述软体机械手夹持的受力物块，所述受力物块上固定设置有第一连接轴，所述第一连接轴上设置有第一伞齿轮，所述第一伞齿轮与两组第二伞齿轮相啮合，两组所述第二伞齿轮均分别连接有输出扭矩传感器。
在本技术方案中，控制器控制电机启动，输入扭矩传感器获取电机的输入扭矩，软体机械手的一端与输入扭矩传感器的输出端相连，软体机械手夹持受力物块，受力物块的一端连接有第一连接轴，第一连接轴上设置有第一伞齿轮，第一伞齿轮与两组第二伞齿轮相啮合，两组第二伞齿轮均分别连接有输出扭矩传感器。本技术方案中，采用第一伞齿轮将输出扭矩分流成两组相同的扭矩参数独立进行测试，减少了安装误差带来的影响，避免了只有单个输出扭矩传感器测试而带来的误差，两组输出扭矩传感器能够客观准确地反映实际输出的扭矩。
优选地，所述测试装置还包括设于所述受力物块上的压力传感器。
优选地，所述测试装置还包括设于底板上并位于软体机械手一侧的散斑发生器以及记录散斑在所述软体机械手上位移的摄像机。
优选地，所述电机与所述输入扭矩传感器之间设置有联轴器，所述联轴器的一端与所述电机的输出轴固定相连，所述联轴器的另一端与所述输入扭矩传感器的输入端固定相连。
优选地，所述第二伞齿轮设于所述输出扭矩传感器的输入端。
优选地，所述输出扭矩传感器的输出端设置有制动器。
优选地，所述软体机械手通过第一轴承安装在所述第一支架上，所述第一连接轴通过第二轴承安装在所述第二支架上。
优选地，所述底板上设置有第三支架，所述电机安装在所述第三支架上。
优选地，所述底板上设置有第四支架，所述输入扭矩传感器安装在所述第四支架上。
优选地，所述底板上设置有第五支架，所述输出扭矩传感器安装在所述第五支架上。
与现有技术相比，有益效果是：控制器控制电机启动，输入扭矩传感器获取电机的输入扭矩，软体机械手的一端与输入扭矩传感器的输出端相连，软体机械手夹持受力物块，受力物块的一端连接有第一连接轴，第一连接轴上设置有第一伞齿轮，第一伞齿轮与两组第二伞齿轮相啮合，两组第二伞齿轮均分别连接有输出扭矩传感器。采用第一伞齿轮将输出扭矩分流成两组相同的扭矩参数独立进行测试，减少了安装误差带来的影响，避免只有单个输出扭矩传感器测试而带来的误差，两组输出扭矩传感器能够客观准确地反映实际输出的扭矩。
附图说明
图1是本实用新型测试装置的结构示意图I；
图2是本实用新型测试装置的结构示意图II；
附图中：1-底板、2-电机、3-软体机械手、4-第一支架、5-输入扭矩传感器、6-第二支架、7-受力物块、8-第一连接轴、9-第一伞齿轮、10-第二伞齿轮、11-输出扭矩传感器、12-压力传感器、13-散斑发生器、14-摄像机、15-联轴器、16-制动器、17-第三支架、18-第四支架、19-第五支架。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
如图1至图2所示，一种软体机械手测试装置，包括底板1，底板1上设置有电机2、用于安装软体机械手3的第一支架4以及输入扭矩传感器5，输入扭矩传感器5的输入端与电机2的输出轴固定连接，输入扭矩传感器5的输出端与软体机械手3固定连接；底板1上还设置有第二支架6，第二支架6上安装有被软体机械手3夹持的受力物块7，受力物块7上固定设置有第一连接轴8，第一连接轴8上设置有第一伞齿轮9，第一伞齿轮9与两组第二伞齿轮10相啮合，两组第二伞齿轮10均分别连接有输出扭矩传感器11。在本实施例中，控制器控制电机2启动，输入扭矩传感器5获取电机2的输入扭矩数据，软体机械手3的一端与输入扭矩传感器5的输出端相连，软体机械手3夹持受力物块7，受力物块7的一端连接有第一连接轴8，第一连接轴8上设置有第一伞齿轮9，第一伞齿轮9与两组第二伞齿轮10相啮合，两组第二伞齿轮10均分别连接有输出扭矩传感器11。采用第一伞齿轮9将输出扭矩分流成两组相同的扭矩参数独立进行测试，减少了安装误差带来的影响，避免只有单个输出扭矩传感器11测试而带来的误差，两组输出扭矩传感器11能够客观准确地反映实际输出的扭矩。需要说明的是，通过向软体机械手3充气，使得软体机械手3能够夹持受力物块7。
其中，测试装置还包括设于受力物块7上的压力传感器12。在本实施例中，压力传感器12能够检测到受力物块7在软体机械手3夹持作用下的受力情况，受力物块7的受力大小即为软体机械手3的夹持力大小，通过压力传感器12即能检测到软体机械手3的夹持力。
另外，测试装置还包括设于底板1上并位于软体机械手3一侧的散斑发生器13以及记录散斑在软体机械手3上位移的摄像机14。在本实施例中，散斑发生器13将散斑照射在软体机械手3上，通过摄像机14记录散斑的初始位置。向软体机械手3中充入定量的气体，压力传感器12能够检测到受力物块7的受力变化，摄像机14记录散斑在软体机械手3上的位置变化，通过上述两组的数据变化，可以分析计算出软体机械手3的实时应变。
其中，电机2与输入扭矩传感器5之间设置有联轴器15，联轴器15的一端与电机2的输出轴固定相连，联轴器15的另一端与输入扭矩传感器5的输入端固定相连。在本实施例中，联轴器15的设置可以将电机2的输出扭矩传递给输入扭矩传感器5。
另外，第二伞齿轮10设于输出扭矩传感器11的输入端。在本实施例中，通过第二伞齿轮10的设置可以将受力物块7所受到的扭矩传递给输出扭矩传感器11。
其中，输出扭矩传感器11的输出端设置有制动器16。
另外，软体机械手3通过第一轴承安装在第一支架4上，第一连接轴8通过第二轴承安装在第二支架6上。
其中，底板1上设置有第三支架17，电机2安装在第三支架17上。
另外，底板1上设置有第四支架18，输入扭矩传感器5安装在第四支架18上。
其中，底板1上设置有第五支架19，输出扭矩传感器11安装在第五支架19上。
工作原理：
(1)测试软体机械手3的应变和软体机械手3充气时间及气压大小、软体机械手3夹紧力实时动态的关系，主要步骤如下：
S1:打开散斑发光器，散斑照射在软体机械手3上，打开摄像机14，开始记录软体机械手3上光斑的初始位置；
S2:在一定气通量q＝A ml/s的条件下，给软体机械手3充一定时间的气体，压力传感器12持续记录软体机械手3夹紧力的变化，摄像机14记录软体机械手3上光斑的位置变化，通过计算分析软体机械手3的实时应变ε；
S3：分析在一定气通量q＝A ml/s条件下，软体机械手3应变ε，夹紧力F在一定时间内相互变化的关系；建立双Y直角坐标系，X轴为时间，Y1轴为夹紧力F，Y2轴为应变ε，在直角坐标系分别作夹紧力F、应变ε的曲线，计算每一个时间段夹紧力F的曲线和应变ε的曲线曲率的关系；
S4:改变气通量的大小，重复S2、S3的步骤，建立直角坐标系，X轴为时间，Y轴为夹紧力F，绘制多条在不同气通量的大小的夹紧力F的变化曲线，对比不同曲线同一时间的大小关系和分析同一时间内不同曲线的曲率的大小；建立直角坐标系，X轴为时间，Y轴为应变ε，绘制多条在不同气通量的大小的应变ε的变化曲线，对比不同曲线同一时间的大小关系和分析同一时间内不同曲线的曲率的大小；
S5：分别采用纯软体机械手3与含内骨骼软体机械手3等不同种类的软体机械手3实验，重复S1，S2，S3，S4的步骤，采用单一变量法分别对比纯软体机械手3与含内骨骼软体机械手3各个曲线之间大小和曲率关系，得出每一种软体体的差异性和每一种臂体的夹紧力F如何影响应变ε；
S6:分析每条曲线的拐点和突变点的原因。
(2)软体机械手3在一定加紧力F条件下，测试软体机械手3实时应变和其输入扭矩T1、输出扭矩T2的定量关系，其具体步骤如下：
S1:打开散斑发光器，散斑照射在软体机械手3上，打开摄像机14，开始记录软体机械手3上光斑的初始位置。
S2:在设定气通量q＝A ml/s条件下，给软体机械手3在一定的时间内充气，让软体机械手3施加一定的夹紧力F夹紧受力物块7上；
S3:控制电机2输出功率和转速，输入扭矩传感器5持续记录的数值T1，同时输出扭矩传感器11持续记录的数值T2；摄像机14记录软体机械手3上光斑的位置变化U，分析计算出软体机械手3的实时应变ε；
S4：分析软体机械手3应变特征实时和软体机械手3的输入扭矩T1、软体机械手3的输出扭矩T2相互之前的关系；建立双Y直角坐标系，X轴为时间，Y1轴为扭矩T，Y2轴为应变ε，在直角坐标系分别作扭矩T1、T2、应变ε的曲线，计算观测在输入软体机械手3的扭矩和软体机械手3输出的转化比和观察扭矩T、应变ε的曲线的曲率的关系；
S5:改变软体机械手3施加在受力物块7的夹紧力F，重复使用S3,S4；建立直角坐标系，X轴为时间，Y1轴为扭矩T，Y2轴为应变ε，绘制多条在不同夹紧力F的大小的应变ε的变化曲线和扭矩T曲线，对比各种不同曲线同一时间的大小关系和分析同一时间内不同曲线的曲率的大小；
S6：把给软体机械手3分别采用纯软体机械手3与含内骨骼软体机械手3等不同种类的软体机械手3实验、实验，重复S1，S2，S3，S4的步骤，采用单一变量法分别对比纯软体机械手3与含内骨骼软体机械手3各个曲线之间大小和曲率关系，得出每一种软体体的差异性和每一种臂体的应变ε是否如何影响扭矩T；分析纯软体机械手3与含内骨骼软体机械手3等不同种类的软体机械手3实时应变特性合其的输入扭矩T1、输出扭矩T2相互关系的；
S7:分析每条曲线的拐点和突变点的原因。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种软体机械手测试装置，其特征在于：包括底板(1)，所述底板(1)上设置有电机(2)、用于安装软体机械手(3)的第一支架(4)以及输入扭矩传感器(5)，所述输入扭矩传感器(5)的输入端与所述电机(2)的输出轴固定连接，所述输入扭矩传感器(5)的输出端与所述软体机械手(3)固定连接；所述底板(1)上还设置有第二支架(6)，所述第二支架(6)上安装有被所述软体机械手(3)夹持的受力物块(7)，所述受力物块(7)上固定设置有第一连接轴(8)，所述第一连接轴(8)上设置有第一伞齿轮(9)，所述第一伞齿轮(9)与两组第二伞齿轮(10)相啮合，两组所述第二伞齿轮(10)均分别连接有输出扭矩传感器(11)；所述电机(2)、输入扭矩传感器(5)以及输出扭矩传感器(11)均分别连接有控制器。
2.根据权利要求1所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括设于所述受力物块(7)上的压力传感器(12)，所述压力传感器(12)与所述控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括设于底板(1)上并位于软体机械手(3)一侧的散斑发生器(13)以及记录散斑在所述软体机械手(3)上位移的摄像机(14)。
4.根据权利要求1所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述电机(2)与所述输入扭矩传感器(5)之间设置有联轴器(15)，所述联轴器(15)的一端与所述电机(2)的输出轴固定相连，所述联轴器(15)的另一端与所述输入扭矩传感器(5)的输入端固定相连。
5.根据权利要求1所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述第二伞齿轮(10)设于所述输出扭矩传感器(11)的输入端。
6.根据权利要求5所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述输出扭矩传感器(11)的输出端设置有制动器(16)。
7.根据权利要求1所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述软体机械手(3)通过第一轴承安装在所述第一支架(4)上，所述第一连接轴(8)通过第二轴承安装在所述第二支架(6)上。
8.根据权利要求1所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述底板(1)上设置有第三支架(17)，所述电机(2)安装在所述第三支架(17)上。
9.根据权利要求1所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述底板(1)上设置有第四支架(18)，所述输入扭矩传感器(5)安装在所述第四支架(18)上。
10.根据权利要求1所述的一种软体机械手测试装置，其特征在于：所述底板(1)上设置有第五支架(19)，所述输出扭矩传感器(11)安装在所述第五支架(19)上。
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- 2020-09-09 CN CN202021960869.8U patent/CN213274879U/zh not_active Expired - Fee Related
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