[發明專利]一種便攜式剛柔復合的機構與機器人性能測試方法

有效

• 申請號: 201910141151.1
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109839087B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 馬春生;張俊轅;程芳;李瑞琴
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;B25J19/00
• 代理公司: 廈門市天富勤知識產權代理事務所(普通合伙) 35244
• 代理人: 唐紹烈

本發明公開的一種便攜式剛柔復合的機構與機器人性能測試方法，該測試方法涉及一種便攜式剛柔復合的機構與機器人性能測試裝置，該測試裝置包括主支架、伸縮臂、可滑動基座、拉繩位移傳感器、靶標、拉繩和信息處理面板，將靶標與被測機構連接在一起，啟動被測機構，被測機構帶動靶標運動，從而帶動拉繩位移傳感器的繩長變化，拉繩位移傳感器實時記錄繩長變化數據，將數據發送給主支架下方的信息處理面板，信息處理面板簡化測試裝置結構，并建立三維數學模型，最后將繩長變化數據代入從而得到被測機構的運動性能參數。本發明應用范圍廣，能夠精確計算被測并聯機構或串聯機構的運動位置、運動軌跡和運動速度。

技術領域

本發明涉及機構學與機器人學領域，特別涉及一種便攜式剛柔復合的機構與機器人性能測試方法。

背景技術

隨著中國經濟快速發展，中國企業自動化水平不斷提高，機構與機器人市場的需求越來越大，種類也越來越多。

并聯機構是相對于串聯機構而言的，是機構學與機器人學的一個重要研究領域，是通過多個分支將運動平臺和固定平臺連接的閉環機構，它的特點是各個分支鏈可以同時接受驅動器輸入，共同決定運動平臺輸出。并聯機構具有的多閉環空間運動鏈，其和串聯機構相比剛度增大、累計誤差減小、運動學性能更好、結構也更加緊湊，一經提出就在工業生產中大顯身手并得到了廣泛的應用。尤其是為機器人的研究和機床的研究方面提供了新的熱點，彌補了串聯機構的不足，由于并聯機構的結構剛度大，承載能力強，位置精度高等優點，吸引了國內外工程界與學術界的廣泛關注，幾十年來，人們不斷致力于新型并聯機構的研發。

目前，我國的并聯機構與機器人類型眾多，各廠家技術差異較大，測試標準的各項性能指標都是由廠家自由選做。不同機器人的運動特點不同，行程、速度、軌跡、精度差異較大，對檢測設備的要求也各不相同。

目前的測試工具有激光追蹤儀、三坐標測量儀等工具。激光追蹤儀具有對空間運動進行跟蹤的功能，從而滿足空間測量的需求，但是在角度計算換算方面會造成一定的誤差，遠距離會造成誤差過大。

例如專利201710095556.7公開的一種機器人三維重復定位測試系統，該測試系統將三個激光位移傳感器成兩兩正交的方向分別固定于三個支架上，并將三個激光束同時投向反射體，同步進行三維坐標采集。但是機器人移動過快時，激光位移傳感器無法保證及時追蹤到位；而且有旋轉和角度傾斜以后，由于傳感器只有位移功能，不能旋轉，沒辦法保證兩兩正交，收集到的數據可能會出現過大偏差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種便攜式剛柔復合的機構與機器人性能測試方法，能夠精確計算被測并聯機構或串聯機構的運動位置、運動軌跡和運動速度，應用范圍廣。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種便攜式剛柔復合的機構與機器人性能測試方法，該測試方法涉及一種便攜式剛柔復合的機構與機器人性能測試裝置，該測試裝置包括主支架、伸縮臂、可滑動基座、拉繩位移傳感器、靶標、拉繩和信息處理面板，主支架分別通過雙頭球連接桿連接三條伸縮臂，三條伸縮臂上各安裝一個可滑動基座，可滑動基座滑動固定在伸縮臂上，其中兩個可滑動基座上各安裝兩個拉繩位移傳感器，另外一個可滑動基座上安裝三個拉繩位移傳感器，拉繩位移傳感器通過拉繩連接靶標，靶標連接在被測機構上，主支架連接端共有九個定位銷，每個連接端插置三個定位銷，一個定位銷設于連接端的正上方，另外兩個定位銷分別設于連接端的兩側，對應地，每條伸縮臂上也插置三個定位銷，對應的定位銷之間連接卡扣，連接時主支架和伸縮臂牢固的水平結合在一起，主支架連接端設計為內傾的斜坡狀，當正上方的卡扣松開時，伸縮臂在雙頭球連接桿、兩側定位銷以及卡扣的輔助下，伸縮臂可以繞著主支架斜坡狀的連接端從水平向下旋轉到豎直狀態，如果不使用，可以將可滑動基座、拉繩位移傳感器、靶標單獨拆解下來；主支架放置信息處理面板，信息處理面板連接拉繩位移傳感器，信息處理面板將繩長的變化數據進行收集，基于繩長的變化數據，該測試方法包括：