RU2637721C1 - Method for graduating multicomponent force and torque sensors and device for its implementation - Google Patents
Method for graduating multicomponent force and torque sensors and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637721C1 RU2637721C1 RU2017100615A RU2017100615A RU2637721C1 RU 2637721 C1 RU2637721 C1 RU 2637721C1 RU 2017100615 A RU2017100615 A RU 2017100615A RU 2017100615 A RU2017100615 A RU 2017100615A RU 2637721 C1 RU2637721 C1 RU 2637721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- force
- dsm
- cables
- torque sensor
- cable
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытания и градуировки устройств измерения сил и моментов, а именно к области градуировки силомоментных датчиков (ДСМ) с числом компонент от одной до шести.The invention relates to the field of testing and calibration of devices for measuring forces and moments, and in particular to the field of calibration of torque sensors (DSM) with the number of components from one to six.
Известен способ градуировки ДСМ и стенд для его реализации, описанные в патенте CN 103604561 В. К ДСМ прикладываются силы и моменты посредством протянутых через шкивы тросов, на концах которых прикреплены грузы. Стенд позволяет нагружать ДСМ выделенными компонентами главного вектора сил и моментов FX, FY, FZ, МX, MY, MZ, а также создавать сложную нагрузку, представляющую собой суперпозицию выделенных компонент. Недостатком предложенного способа является необходимость ручной замены грузов в процессе градуировки, что приводит к увеличению времени градуировки.There is a known method for calibrating a DSM and a bench for its implementation, described in patent CN 103604561 B. The forces and moments are applied to the DSM by means of cables stretched through the pulleys, at the ends of which loads are attached. The stand allows you to load the DSM with the selected components of the main vector of forces and moments F X , F Y , F Z , M X , M Y , M Z , and also create a complex load, which is a superposition of the selected components. The disadvantage of the proposed method is the need for manual replacement of goods during the calibration process, which leads to an increase in the calibration time.
Известен стенд для градуировки ДСМ, описанный в патенте CN №103196629 А. ДСМ закреплен на столе, который перемещается посредством приводов, состоящих из двигателя, редуктора и шарико-винтовой передачи так, чтобы обеспечить приложение необходимых нагрузок к ДСМ посредством нажимной головки, в которую встроен однокомпонентный датчик силы. Конструкция позволяет автоматизировать процесс градуировки ДСМ. Недостатком данного стенда является невозможность создания выделенных компонент главного момента МX, MY, MZ.A known bench for calibration of the DSM is described in CN patent No. 103196629 A. The DSM is mounted on a table that moves by means of drives consisting of an engine, a gearbox and a ball screw so as to ensure that the necessary loads are applied to the DSM by means of a pressure head into which one-component force sensor. The design allows you to automate the process of graduation DSM. The disadvantage of this stand is the inability to create dedicated components of the main moment M X , M Y , M Z.
Известен стенд для градуировки ДСМ, защищенный патентом DE 102006004283 A1. Принцип работы стенда заключается в том, что ДСМ с закрепленной на нем тестовой нагрузкой последовательно вращается манипулятором относительно горизонтальной оси манипулятора на 360° с шагом 10° или 5°. Кроме того, на каждом таком шаге происходит вращение манипулятором ДСМ с закрепленной на нем тестовой нагрузкой относительно продольной оси выходного звена манипулятора с некоторым шагом. При этом на каждом шаге ДСМ испытывает воздействие силы тяжести груза известной массы и моментов этой силы, и на каждом шаге с ДСМ снимаются сигналы, что позволяет выполнить его автоматизированную градуировку. Недостатки данного способа отражены в следующих соображениях. Для создания выделенной компоненты главного вектора сил во всем диапазоне нагружения ДСМ необходимо либо вручную менять груз известной массы, что увеличивает время градуировки, либо замыкать кинематическую схему манипулятора и создавать выделенные компоненты главного вектора за счет воздействия выходного звена манипулятора на опору. В этом случае выходной фланец манипулятора должен быть оснащен дополнительным ДСМ. Это необходимо для исключения поломки градуируемого ДСМ. В качестве дополнительного ДСМ может служить поверочный ДСМ того же нагрузочного диапазона, что и градуируемый ДСМ. Однако в данном случае точность градуировки ДСМ ограничивается точностью поверочного ДСМ, которая может оказаться недостаточной для высокоточной градуировки ДСМ. Что касается выделения компонент главного момента (создания пары сил) во всем диапазоне нагружения, то в такой конструкции оно может быть обеспечено только за счет воздействия выходного звена манипулятора на опору при замыкании кинематической схемы манипулятора.Known bench for the calibration of DSM, protected by patent DE 102006004283 A1. The principle of operation of the stand is that the DSM with the test load fixed to it rotates sequentially with the manipulator relative to the horizontal axis of the manipulator 360 ° in increments of 10 ° or 5 °. In addition, at each such step, the DSM manipulator rotates with the test load fixed on it relative to the longitudinal axis of the manipulator output link with a certain step. At the same time, at each step, the DSM is affected by the gravity of a load of known mass and moments of this force, and signals are taken from the DSM at each step, which allows its automated calibration. The disadvantages of this method are reflected in the following considerations. To create a selected component of the main force vector in the entire range of DSM loading, it is necessary either to manually change the load of a known mass, which increases the calibration time, or to close the kinematic scheme of the manipulator and create the selected components of the main vector due to the influence of the output link of the manipulator on the support. In this case, the output flange of the manipulator should be equipped with an additional DSM. This is necessary to prevent damage to the graduated DSM. As an additional DSM, a calibration DSM of the same load range as a graduated DSM can serve. However, in this case, the accuracy of the calibration of the DSM is limited by the accuracy of the calibration DSM, which may be insufficient for high-precision calibration of the DSM. As for the separation of the components of the main moment (the creation of a pair of forces) in the entire range of loading, in such a design it can be provided only due to the influence of the output link of the manipulator on the support when the kinematic circuit of the manipulator is closed.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются способ градуировки ДСМ и стенд для его реализации, защищенные патентом CN 101936797 A и выбранные в качестве прототипа. При данном способе градуировки производят следующие операции: 1. ДСМ устанавливают на регулировочный стол так, что установочный фланец ДСМ жестко закреплен на регулировочном столе, а чувствительный фланец ДСМ жестко соединен с адаптером, в центральном отверстии которого закреплен конец троса; свободным концом трос протягивают через нижний шкив, расположенный на оси неподвижной стойки, так чтобы трос располагался параллельно плоскости адаптера.The closest in technical essence to the claimed invention are a method for calibrating the DSM and a stand for its implementation, protected by patent CN 101936797 A and selected as a prototype. With this calibration method, the following operations are performed: 1. The DSM is mounted on the adjusting table so that the DSM mounting flange is rigidly fixed to the adjusting table, and the sensitive DSM flange is rigidly connected to the adapter, in the central hole of which the cable end is fixed; the free end of the cable is pulled through the lower pulley located on the axis of the fixed rack, so that the cable is parallel to the plane of the adapter.
2. К свободному концу троса прикрепляют груз известной массы, тем самым создают выделенную компоненту главного вектора FX. Силу FX вычисляют, как FX=ƒ, где ƒ - вес груза известной массы. Регулировочный стол поворачивают на 90°, тем самым создают выделенную компоненту FY=ƒ.2. A load of known mass is attached to the free end of the cable, thereby creating the selected component of the main vector F X. The force F X is calculated as F X = ƒ, where ƒ is the weight of a load of known mass. The adjustment table is rotated 90 °, thereby creating the selected component F Y = ƒ.
3. Груз известной массы снимают, свободный конец троса снимают с нижнего шкива и пропускают через верхний шкив, затем к свободному концу шкива прикрепляют груз известной массы, таким образом, трос располагается под углом θ к плоскости адаптера; компоненту FZ вычисляют, как Fz=-ƒ⋅sinθ.3. A load of known mass is removed, the free end of the cable is removed from the lower pulley and passed through the upper pulley, then a load of known mass is attached to the free end of the pulley, so the cable is located at an angle θ to the plane of the adapter; component F Z is calculated as F z = -ƒ⋅sinθ.
4. Груз известной массы снимают, закрепленный конец троса вынимают из центрального отверстия адаптера и вставляют этот конец троса в отверстие адаптера, расположенное на расстоянии b от центрального отверстия в положительном направлении оси Y ДСМ, компоненту МX вычисляют, как4. A load of known mass is removed, the fixed end of the cable is removed from the central hole of the adapter and this end of the cable is inserted into the hole of the adapter located at a distance b from the central hole in the positive direction of the Y-axis of the DSM, component M X is calculated as
, ,
где В - проекция расстояния между точкой касания шкива с тросом и центральным отверстием адаптера на плоскость адаптера.where B is the projection of the distance between the point of contact of the pulley with the cable and the Central hole of the adapter on the plane of the adapter.
5. Груз известной массы снимают, регулировочный стол поворачивают на 90°, закрепленный конец троса вынимают из отверстия адаптера и вставляют этот конец троса в отверстие адаптера, расположенное на расстоянии b от центрального отверстия в отрицательном направлении оси X ДСМ, компоненту МY вычисляют, как5. A load of known mass is removed, the adjusting table is rotated 90 °, the fixed end of the cable is removed from the adapter hole and this cable end is inserted into the adapter hole located at a distance b from the central hole in the negative direction of the X-axis of the DSM, component M Y is calculated as
. .
6. Груз известной массы снимают, свободный конец троса снимают с нижнего шкива и пропускают через верхний шкив, закрепленный конец троса вынимают из отверстия адаптера и вставляют в центральное отверстие, к свободного концу троса прикрепляют груз известной массы, определяют компоненту MZ:6. The load of known mass is removed, the free end of the cable is removed from the lower pulley and passed through the upper pulley, the fixed end of the cable is removed from the adapter hole and inserted into the central hole, a load of known mass is attached to the free end of the cable, component M Z is determined:
. .
Устройство для реализации данного способа градуировки представляет из себя неподвижную плиту, на которой расположен регулировочный стол и две стойки. На регулировочном столе устанавливают ДСМ так, что его установочный фланец жестко закреплен, а его чувствительный фланец жестко соединен с адаптером, имеющим пять отверстий для закрепления троса (одно центральное и четыре - на расстоянии b от центрального в направлениях осей системы координат ДСМ). Между двумя стойками располагаются две оси: нижняя и верхняя, на которых закреплены шкивы: нижний и верхний соответственно. Нижний шкив расположен так, что трос, одним концом закрепленный в любом из отверстий адаптера, а другим свободным концом пропущенный через нижний шкив, располагается параллельно плоскости адаптера. Верхний шкив расположен так, что трос, одним концом закрепленный в любом из отверстий адаптера, а другим свободным концом пропущенный через верхний шкив, занимает наклоненное положение по отношению к плоскости адаптера с углом наклона θ.A device for implementing this calibration method is a fixed plate on which an adjustment table and two racks are located. A DSM is mounted on the adjustment table so that its mounting flange is rigidly fixed, and its sensitive flange is rigidly connected to an adapter having five holes for fixing the cable (one central and four at a distance b from the central in the axes of the coordinate system of the DSM). Between two racks there are two axes: lower and upper, on which pulleys are fixed: lower and upper, respectively. The lower pulley is located so that the cable, one end fixed in any of the holes of the adapter, and the other free end passed through the lower pulley, is parallel to the plane of the adapter. The upper pulley is located so that the cable, one end fixed in any of the holes of the adapter, and the other free end passed through the upper pulley, occupies an inclined position relative to the plane of the adapter with an angle of inclination θ.
К достоинствам описанного способа следует отнести математическую зависимость компонент главного вектора сил и моментов от веса груза. Таким образом, меняя вес груза известной массы, можно нагрузить ДСМ во всем его нагрузочном диапазоне. Также компоненты главного вектора сил и моментов математически зависят от угла θ, который может быть снят, например, с датчика угла.The advantages of the described method include the mathematical dependence of the components of the main vector of forces and moments on the weight of the load. Thus, by changing the weight of a load of known mass, it is possible to load the DSM in its entire load range. Also, the components of the main vector of forces and moments mathematically depend on the angle θ, which can be removed, for example, from an angle sensor.
К недостаткам описанного способа стоит отнести отсутствие автоматизации градуировки, так как для нагружения ДСМ во всем его рабочем диапазоне требуется ручная смена тестовой нагрузки, что сказывается на времени процесса градуировки. К недостаткам стенда также относится отсутствие универсальности стенда, так как не предусмотрено выделение компонент FZ, МX, MY, MZ.The disadvantages of the described method include the lack of calibration automation, since manual loading of the test load is required for loading the DSM in its entire operating range, which affects the time of the calibration process. The disadvantages of the stand also include the lack of versatility of the stand, since it is not provided for the selection of components F Z , M X , M Y , M Z.
Целью настоящего изобретения является создание способа автоматизированной и универсальной градуировки ДМС и устройства его реализующего. Устройство должно позволять прикладывать к ДСМ как выделенные по координатным осям ДСМ компоненты нагрузки (силы FX, FY, FZ, и моменты МX, MY, MZ), так и сложные нагрузки, представляющие собой суперпозицию сил и моментов во всем нагрузочном диапазоне конкретного ДСМ.The aim of the present invention is to provide a method for automated and universal calibration of VHI and a device that implements it. The device should allow the load components (forces F X , F Y , F Z , and moments M X , M Y , M Z ) and complex loads representing a superposition of forces and moments throughout load range of a specific DSM.
Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемом способе градуировки ДСМ, установочный фланец которого соединяется с четырьмя тросами (на концах которых прикреплены грузы известной массы) через промежуточные детали (жесткость которых подобрана таким образом, чтобы исключить воздействие растягивающей силы на установочный фланец ДСМ), перемещается за свой чувствительный фланец приводной системой (ПС), обеспечивающей пространственные перемещения, например, шестистепенным промышленным манипулятором. Тем самым изменяются углы наклона тросов и усилие, либо момент, действующие на ДСМ. Углы наклона тросов регистрируются высокоточными датчиками углов. Таким образом, точность градуировки ДСМ ограничивается точностью применяемых датчиков углов.This goal is achieved due to the fact that in the proposed method of calibrating the DSM, the mounting flange of which is connected to four cables (at the ends of which loads of known mass are attached) through intermediate parts (the rigidity of which is selected so as to exclude the effect of tensile force on the mounting flange of the DSM) moves behind its sensitive flange with a drive system (PS) that provides spatial displacements, for example, with a six-stage industrial manipulator. Thereby, the tilt angles of the cables and the force or moment acting on the DSM are changed. Cable tilt angles are recorded by high-precision angle sensors. Thus, the accuracy of the DSM calibration is limited by the accuracy of the angle sensors used.
Помимо чистой выделенной компоненты при перемещении ДСМ строго согласно направлению координатной оси ДСМ возможно создание сложной нагрузки на ДСМ, например, сначала путем его поступательного (вращательного) перемещения, а затем, уже в новом положении ДСМ в пространстве, путем задания другого перемещения для определения второй компоненты главного вектора сил и моментов.In addition to the clean selected component when moving the DSM strictly according to the direction of the coordinate axis of the DSM, it is possible to create a complex load on the DSM, for example, first by translating (rotating) it, and then, in the new position of the DSM in space, by setting another movement to determine the second component the main vector of forces and moments.
ПС позволяет перемещать ДСМ по шести степеням свободы в пространстве (по трем линейным и трем угловым). Таким образом, при перемещении ДСМ с помощью ПС от положения, соответствующего нулевому значению выделенной компоненты нагрузки, до положения, соответствующего максимальному значению, реализуется автоматизация процесса градуировки. Кроме того, достигается универсальность стенда за счет возможности создания как выделенных компонент главного вектора сил и моментов, так и сложного нагружения ДСМ.PS allows you to move the DSM in six degrees of freedom in space (three linear and three angular). Thus, when moving the DSM using the PS from the position corresponding to the zero value of the selected load component to the position corresponding to the maximum value, the calibration process is automated. In addition, the versatility of the stand is achieved due to the possibility of creating both selected components of the main vector of forces and moments, and complex loading of the DSM.
Техническим результатом заявляемого изобретения являетсяThe technical result of the claimed invention is
1. Автоматизация процесса калибровки ДСМ за счет использования ПС.1. Automation of the DSM calibration process through the use of PS.
2. Универсальность устройства, позволяющего задавать нагрузку в виде выделенных компонент главного вектора сил и моментов во всем допустимом нагрузочном диапазоне градуируемого ДСМ, а также создавать сложное нагружение.2. The universality of the device, which allows you to set the load in the form of the selected components of the main vector of forces and moments in the entire allowable load range of the calibrated DSM, as well as create complex loading.
На фиг. 1а, фиг. 1б, фиг. 1в показан градуировочный стенд.In FIG. 1a, FIG. 1b, FIG. 1c shows a calibration stand.
Фиг. 1а - общий вид;FIG. 1a is a general view;
Фиг. 1б - переходной фланец;FIG. 1b - adapter flange;
Фиг. 1в - закрепление датчика.FIG. 1c - fixing the sensor.
На фиг. 2 показан внешний вид ДСМ.In FIG. 2 shows the appearance of the DSM.
На фиг. 3а, фиг. 3б, фиг. 3в, фиг. 3г, фиг. 3д, фиг. 3е показаны схемы приложения сил и моментов.In FIG. 3a, FIG. 3b, FIG. 3c, FIG. 3d, FIG. 3d, FIG. 3e shows a diagram of the application of forces and moments.
Описание устройства для градуировки ДСМ (фиг. 1а, б, в).Description of the device for graduation of the DSM (Fig. 1a, b, c).
Градуировочный стенд состоит из рамы 1, на которой установлены четыре шкива 2, имеющие свободу углового перемещения относительно своих вертикальных осей. Через шкивы 2 продеты четыре троса 3. В конструкции предусмотрена точная регулировка положения шкивов 2 относительно рамы 1. Свободными концами тросы 3 крепят к грузам известной массы 4, закрепленными концами тросы 3 крепят к двухстепенным шарнирам 5. В двухстепенные шарниры 5 встроены датчики угла 6. Двухстепенные шарниры 5 соединены с переходным фланцем 7. На переходном фланце 7 крепится установочный фланец ДСМ 8, который своим чувствительным фланцем прикреплен к выходному фланцу 9 ПС 10.The calibration stand consists of a
На фиг. 2 представлен внешний вид ДСМ. ДСМ состоит из установочного фланца 11 и чувствительного фланца 12.In FIG. 2 shows the appearance of the DSM. DSM consists of a mounting
Описание способа градуировкиDescription of the calibration method
Предложенный способ градуировки состоит в следующем.The proposed calibration method is as follows.
1. ДСМ чувствительным фланцем закрепляют на выходном фланце ПС, в то время как на установочном фланце ДСМ закрепляют переходной фланец. На переходном фланце с каждой стороны закрепляют по одному двухстепенному шарниру (всего четыре двухстепенных шарнира).1. The DSM with a sensitive flange is fixed on the output flange of the PS, while the adapter flange is fixed on the mounting flange of the DSM. On the transitional flange, on each side, one two-stage hinge is fixed (a total of four two-stage hinges).
2. ПС перемещают в заранее рассчитанное начальное положение, такое, что каждый из тросов, закрепленных одними своими концами на выходных звеньях двухстепенных шарниров (всего четыре троса), а другими - свободными, протянутыми через шкивы, закрепленные на неподвижной раме, параллелен плоскости установочного фланца ДСМ, два троса параллельны оси Хуст установочного фланца ДСМ и два троса параллельны оси Yуcт установочного фланца ДСМ. На свободных концах тросов закрепляют одинаковые грузы известной массы.2. Substations are moved to a pre-calculated initial position, such that each of the cables fixed at one of their ends to the output links of two-stage hinges (four cables in total), and the others, free, pulled through pulleys mounted on a fixed frame, is parallel to the plane of the mounting flange DSM, two cables parallel to the X axis of the mouth of the mounting flange of the DSM and two cables parallel to the Y axis of the mounting flange of the DSM. At the free ends of the cables, identical loads of known mass are fixed.
3. ПС в соответствии с заданной программой, в автоматическом режиме осуществляет пошаговое перемещение и ориентацию ДСМ. Для задания выделенной компоненты главного вектора сил и моментов ШПС смещает ДСМ по одной из осей системы координат OyстXycтYycтZycт установочного фланца ДСМ, либо поворачивает ДСМ относительно одной из осей системы координат OустХустYустZуст установочного фланца ДСМ. Система координат OXYZ ДСМ совпадает с системой координат OycтXycтYycтZycт установочного фланца ДСМ. Центром измерений ДСМ является начало системы координат OXYZ ДСМ.3. PS in accordance with a given program, in automatic mode, performs step-by-step movement and orientation of the DSM. To set the selected component of the main vector of forces and moments, the SHS displaces the DSM along one of the axes of the coordinate system O yst X yst Y yst Z yst of the mounting flange of the DSM, or rotates the DSM relative to one of the axes of the coordinate system O mouth X mouth Y mouth Z mouth of the mounting DSM flange . The coordinate system OXYZ DSM coincides with the coordinate system O yst X yst Y yst Z yst of the mounting flange of the DSM. The DSM measurement center is the origin of the OXYZ DSM coordinate system.
4. Задание компоненты FZ (фиг. 3а). Для создания силы +FZ ПС перемещает ДСМ, закрепленный на переходном фланце, в отрицательном направлении оси Z. Для создания силы -FZ ПС перемещает ДСМ в положительном направлении оси Z.4. Assignment of the component F Z (Fig. 3a). To create the force + F Z, the PS moves the DSM mounted on the adapter flange in the negative direction of the Z axis. To create the force -F Z, the PS moves the DSM in the positive direction of the Z axis.
Сила Fz вычисляется по формуле:The force F z is calculated by the formula:
FZ=(sinγ1+sinγ2+sinγ3+sinγ4)⋅T, где γ1, γ2, γ3, γ4 - углы отклонения тросов от плоскости установочного фланца ДСМ, Т - сила натяжения тросов, создаваемая весом грузов известной массы. Значения углов γ1, γ2, γ3, γ4 снимаются с датчиков углов.F Z = (sinγ 1 + sinγ 2 + sinγ 3 + sinγ 4 ) ⋅T, where γ 1 , γ 2 , γ 3 , γ 4 are the angles of deviation of the cables from the plane of the mounting flange of the DSM, T is the cable tension force created by the weight of the goods known mass. The values of the angles γ 1 , γ 2 , γ 3 , γ 4 are taken from the angle sensors.
5. Задание нагрузки МX (МY) (фиг. 3б, в). Для создания момента +МХ(+МY) ПС поворачивает ДСМ, закрепленный на переходном фланце так, чтобы вектор момента совпадал по направлению с положительным направлением оси X (Y). Для создания момента -МX (-МY) ПС поворачивает ДСМ так, чтобы вектор момента совпадал по направлению с отрицательным направлением оси X(Y).5. The task load M X (M Y ) (Fig. 3B, C). To create the moment + M X (+ M Y ), the PS rotates the DSM mounted on the adapter flange so that the moment vector coincides in the direction with the positive direction of the X (Y) axis. To create the moment -M X (-M Y ), the PS rotates the DSM so that the moment vector coincides in the direction with the negative direction of the X (Y) axis.
Момент МX вычисляется по формуле: МX=(sinγ2+sinγ4)⋅k⋅Т, где k - проекция расстояния между центром измерений ДСМ и центром оси вращения двухстепенного шарнира на плоскость установочного фланца ДСМ, отсчитываемая в направлении оси X(Y) системы координат ДСМ. Значения углов, γ2, γ4 снимаются с датчиков углов. Момент МY вычисляется по формуле: MY=(sinγ1+sinγ3)⋅k⋅Т. Значения углов, γ1, γ3 снимаются с датчиков углов.The moment M X is calculated by the formula: M X = (sinγ 2 + sinγ 4 ) ⋅k⋅Т, where k is the projection of the distance between the center of measurement of the DSM and the center of the axis of rotation of the two-stage hinge on the plane of the mounting flange of the DSM, counted in the direction of the X axis (Y ) DSM coordinate systems. The values of the angles, γ 2 , γ 4 are taken from the angle sensors. The moment M Y is calculated by the formula: M Y = (sinγ 1 + sinγ 3 ) ⋅k⋅Т. The values of the angles, γ 1 , γ 3 are taken from the angle sensors.
6. Задание нагрузки FX (FY) (фиг. 3г, д). Для создания силы +FX (+FY) ШПС перемещает ДСМ, закрепленный на переходном фланце в отрицательном направлении оси X (Y). Для создания силы -FX (-FY) ПС перемещает ДСМ в положительном направлении оси X (Y). Сила FX вычисляется по формуле: FX=(sinθ2+sinθ4)⋅Т, где θ2, θ4 - углы отклонения тросов от оси Y системы координат ДСМ. Значения углов θ2, θ4 снимаются с датчиков углов. Сила FY вычисляется по формуле: FY={sinθ1+sinθ3)⋅Т, где θ1, θЗ - углы отклонения тросов от оси X системы координат ДСМ. Значения углов θ1, θ3 снимаются с датчиков углов.6. The job load F X (F Y ) (Fig. 3d, d). To create the force + F X (+ F Y ), the SHPS moves the JSM mounted on the adapter flange in the negative direction of the X (Y) axis. To create the force -F X (-F Y ), the PS moves the JSM in the positive direction of the X (Y) axis. The force F X is calculated by the formula: F X = (sinθ 2 + sinθ 4 ) ⋅Т, where θ 2 , θ 4 are the angles of deviation of the cables from the Y axis of the DSM coordinate system. The values of the angles θ 2 , θ 4 are taken from the angle sensors. The force F Y is calculated by the formula: F Y = {sinθ 1 + sinθ 3 ) ⋅Т, where θ 1 , θ З are the angles of deviation of the cables from the X axis of the DSM coordinate system. The values of the angles θ 1 , θ 3 are taken from the angle sensors.
7. Задание нагрузки MZ (фиг. 3е). Для создания момента +MZ ПС поворачивает ДСМ, закрепленный на переходном фланце так, чтобы вектор момента совпадал по направлению с положительным направлением оси Z. Для создания момента -MZ ПС поворачивает ДСМ так, чтобы вектор момента совпадал по направлению с отрицательным направлением оси Z. Момент MZ вычисляется по формуле MZ=Qsinθ1+sinθ2+sinθ3+sinθ4)⋅k⋅Т.7. The load setting M Z (Fig. 3E). To create a moment + M Z, the PS rotates the DSM mounted on the adapter flange so that the moment vector coincides in the direction with the positive direction of the Z axis. To create the moment -M Z, the PS rotates the DSM so that the moment vector coincides in the direction with the negative direction of the Z axis The moment M Z is calculated by the formula M Z = Qsinθ 1 + sinθ 2 + sinθ 3 + sinθ 4 ) ⋅k⋅Т.
Значения углов θ1, θ2, θ3, θ4 снимаются с датчиков углов.The values of the angles θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 are taken from the angle sensors.
Задание сложной нагрузкиComplex load assignment
Сложная нагрузка на ДСМ задается ПС как суперпозиция положений, создающих компоненты сил FX, FY, FZ и моментов МX, MY, MZ. В общем случае вектор сил и моментовThe complex load on the DSM is given by the PS as a superposition of the positions creating the components of the forces F X , F Y , F Z and moments M X , M Y , M Z. In the general case, the vector of forces and moments
можно представить какcan be imagined as
Возможно построение описанного градуировочного устройства с числом тросов, отличающимся от четырех, но оно должно быть не менее трех.It is possible to build the described calibration device with the number of cables different from four, but it must be at least three.
Вместо грузов известной массы для натяжения тросов может использоваться приводная система (пневматическая, электрическая, гидравлическая), обеспечивающая создание стабильной силы натяжения тросов.Instead of loads of known mass, a drive system (pneumatic, electric, hydraulic) can be used to tension the cables, which ensures the creation of a stable tension force of the cables.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100615A RU2637721C1 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Method for graduating multicomponent force and torque sensors and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100615A RU2637721C1 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Method for graduating multicomponent force and torque sensors and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2637721C1 true RU2637721C1 (en) | 2017-12-06 |
Family
ID=60581407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100615A RU2637721C1 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Method for graduating multicomponent force and torque sensors and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2637721C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109015758A (en) * | 2018-08-31 | 2018-12-18 | 重庆电子工程职业学院 | The robot six-dimension force sensor calibration device for being moved easily and operating |
CN110319972A (en) * | 2019-07-01 | 2019-10-11 | 中航工程集成设备有限公司 | A kind of Whole Process Simulation vector engine thrust calibration device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1027552A1 (en) * | 1982-02-19 | 1983-07-07 | Предприятие П/Я А-1742 | Dynamometer graduation device |
CN101936797A (en) * | 2010-08-06 | 2011-01-05 | 重庆大学 | Calibration device and method of six-dimensional force sensor |
CN102494839A (en) * | 2011-12-08 | 2012-06-13 | 中国航天空气动力技术研究院 | Self-balancing large range torque calibrating device |
CN103604561A (en) * | 2013-11-27 | 2014-02-26 | 东南大学 | Calibration device and method of six-axis force/torque sensor |
CN204202813U (en) * | 2014-11-21 | 2015-03-11 | 张丹 | A kind of transducer calibration experiment table |
-
2017
- 2017-01-10 RU RU2017100615A patent/RU2637721C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1027552A1 (en) * | 1982-02-19 | 1983-07-07 | Предприятие П/Я А-1742 | Dynamometer graduation device |
CN101936797A (en) * | 2010-08-06 | 2011-01-05 | 重庆大学 | Calibration device and method of six-dimensional force sensor |
CN102494839A (en) * | 2011-12-08 | 2012-06-13 | 中国航天空气动力技术研究院 | Self-balancing large range torque calibrating device |
CN103604561A (en) * | 2013-11-27 | 2014-02-26 | 东南大学 | Calibration device and method of six-axis force/torque sensor |
CN204202813U (en) * | 2014-11-21 | 2015-03-11 | 张丹 | A kind of transducer calibration experiment table |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109015758A (en) * | 2018-08-31 | 2018-12-18 | 重庆电子工程职业学院 | The robot six-dimension force sensor calibration device for being moved easily and operating |
CN110319972A (en) * | 2019-07-01 | 2019-10-11 | 中航工程集成设备有限公司 | A kind of Whole Process Simulation vector engine thrust calibration device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10190933B2 (en) | Crankshaft balancer machine | |
DE102012017328B4 (en) | Robot with a workpiece mass measurement function | |
CN105965505A (en) | Robot controlling method, robot apparatus, program and recording medium | |
US20200282556A1 (en) | Static Compliance Performance Testing Device Applied to Industrial Robot | |
EP2759815A1 (en) | Mass measurement device | |
EP3315904B1 (en) | Thickness detection experiment platform | |
CN106044534A (en) | Self-balanced apparatus for hoisting and positioning loads, with six degrees of freedom | |
US10786886B2 (en) | Pneumatic crankshaft clamp assembly | |
US11027435B2 (en) | Automated work piece testing system and method for same | |
RU2637721C1 (en) | Method for graduating multicomponent force and torque sensors and device for its implementation | |
JP2011112414A (en) | Force sensor testing device | |
EP3891483B1 (en) | Adjustable ballast system and method for same | |
CA3092360A1 (en) | Metrology system | |
EP0237698B1 (en) | Electronic test head positioner for test systems | |
EP3612787A1 (en) | Measuring apparatus counterbalance | |
CN105881099B (en) | Method for determining machine parameter and test suite | |
JP5977971B2 (en) | Mass measuring device | |
US10302520B2 (en) | Crankshaft balancer suspension assembly | |
EP3864474B1 (en) | Measurement system, and a method in relation to the measurement system | |
KR101748241B1 (en) | Multi-axis calibration system of load cell | |
KR20190030819A (en) | Method of compensating geometric error of mobile machine and mobile machine for performing the same | |
RU2252862C1 (en) | Method for monitoring accuracy of contour movements of industrial robot | |
KR20210002278A (en) | Force/torque sensor capable of auto calibration and auto calibration method | |
ES2964548T3 (en) | Outer loop torque control | |
CN113654498B (en) | Pull-wire type robot position and posture measuring instrument and measuring method |