[發明專利]一種柔性機械臂的測試系統及其方法

在審

• 申請號: 201810767305.3
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109115476A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 徐文福;尤開靈;劉天亮;梁斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明;洪銘福

本發明公開了一種柔性機械臂的測試系統及其方法，測試系統包括上位機、電機驅動器、數據采集單元、電機、力傳感器和編碼器，數據采集單元用于采集力傳感器和編碼器的數據，力傳感器用于獲取柔性機械臂的驅動繩的拉力，編碼器用于獲取電機的轉動角度；上位機輸出機械臂控制數據控制電機驅動器以驅動電機工作，再利用力傳感器和編碼器獲取驅動繩的實際拉力和電機的實際轉動角度，獲取機械臂控制數據的誤差，實現對機械臂的性能測試，保障后續機械臂的正常使用。

技術領域

本發明涉及機器人測試領域，尤其是一種柔性機械臂的測試系統及其方法。

背景技術

目前，針對繩索驅動柔性機械臂的測試系統還沒有成品，但是繩索驅動柔性機械臂只有經過測試系統的測試才能得到機械臂的性能參數，從而使機械臂的使用更加科學合理。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的是提供一種柔性機械臂的測試系統及其方法，用于實現柔性機械臂的測試。

本發明所采用的技術方案是：一種柔性機械臂的測試系統，包括上位機、電機驅動器、數據采集單元、電機、力傳感器和編碼器，所述數據采集單元用于采集力傳感器和編碼器的數據，所述力傳感器用于獲取所述柔性機械臂的驅動繩的拉力，所述編碼器用于獲取所述電機的轉動角度；所述上位機與電機驅動器、數據采集單元均連接，所述力傳感器的輸出端、編碼器的輸出端均與數據采集單元的輸入端連接，所述電機驅動器與電機連接，所述電機的輸出端與力傳感器連接，所述力傳感器與所述柔性機械臂的驅動繩連接。

進一步地，所述測試系統還包括測試臺，所述測試臺設置有通用法蘭，所述通用法蘭用于安裝柔性機械臂，所述通用法蘭為不同大小的法蘭盤加工在一個法蘭工件上。

進一步地，所述力傳感器為拉力傳感器。

進一步地，所述數據采集單元包括力采集器和編碼器采集器，所述力采集器用于采集力傳感器的數據并與上位機進行通信，所述編碼器采集器用于采集編碼器的數據并與上位機進行通信，所述力傳感器的輸出端與力采集器的輸入端連接，所述編碼器的輸出端與編碼器采集器的輸入端連接，所述力采集器、編碼器采集器均與上位機連接。

進一步地，所述上位機控制所述力采集器和編碼器采集器的數據采集頻率和數據發送頻率。

進一步地，所述上位機包括數據采集模塊、數據發送模塊、處理模塊、用戶操作控制模塊和數據圖形化顯示模塊，所述電機驅動器的輸出端、數據采集單元的輸出端均與數據采集模塊的輸入端連接，所述數據采集模塊的輸出端與處理模塊的輸入端連接，所述處理模塊的輸出端與數據發送模塊的輸入端連接，所述數據發送模塊的輸出端與電機驅動器的輸入端、數據采集單元的輸入端均連接，所述用戶操作控制模塊與數據采集模塊、處理模塊、數據發送模塊均連接，所述數據采集模塊的輸出端、處理模塊的輸出端、數據發送模塊的輸出端均與數據圖形化顯示模塊的輸入端連接。

本發明所采用的另一技術方案是：一種柔性機械臂的測試方法，應用于所述的柔性機械臂的測試系統，包括以下步驟：

上位機根據機器人控制數學模型輸出機械臂控制數據至電機驅動器以控制電機的工作，以帶動所述柔性機械臂的驅動繩運動，所述機械臂控制數據包括驅動繩的理論拉力值和電機的理論轉動角度；

力傳感器獲取所述柔性機械臂的驅動繩的實際拉力值，編碼器獲取所述電機的實際轉動角度；

數據采集單元獲取所述力傳感器采集的驅動繩的實際拉力值和所述編碼器采集的電機的實際轉動角度；

所述上位機根據驅動繩的理論拉力值和驅動繩的實際拉力值、電機的理論轉動角度和電機的實際轉動角度分別獲取驅動繩的拉力誤差和電機的轉動角度誤差。

進一步地，所述上位機根據力傳感器采集的驅動繩的實際拉力值和編碼器采集的電機的實際轉動角度圖形化顯示柔性機械臂的運動狀態。