[發(fā)明專利]一種機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)摩擦副的測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910312842.3
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110095286B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志強(qiáng);黃依凡;孫怡龍;王宇
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01M13/025
• 分類號: G01M13/025;G01M13/027;G01M13/028
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發(fā)明公開了一種機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)摩擦副的測試裝置。現(xiàn)有磨損試驗機(jī)難以模擬機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)摩擦副的真實磨損情況。本發(fā)明包括第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸、加載軸、關(guān)節(jié)窩夾具和關(guān)節(jié)頭夾具；第二旋轉(zhuǎn)軸和加載軸同軸，第一旋轉(zhuǎn)軸與加載軸垂直。本發(fā)明通過關(guān)節(jié)窩夾具和關(guān)節(jié)頭夾具在第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸以及加載軸上的不同組合固定方式，在同一套裝置內(nèi)完成球窩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動和擺動測試，通過靈敏電流計實現(xiàn)了在不破壞配對關(guān)系情況下，對磨損量的動態(tài)測量，測試結(jié)果準(zhǔn)確性較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及機(jī)器人運(yùn)動關(guān)節(jié)摩擦副的摩擦磨損，具體涉及一種機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)摩擦磨損測試裝置。

背景技術(shù)

人形機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域最活躍的分支之一，在人形機(jī)器人的機(jī)械本體中，關(guān)節(jié)是最為重要的一部分，關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)與性能直接影響機(jī)器人的整體性能，包括機(jī)動能力、操作能力、運(yùn)動平滑性等。而球窩關(guān)節(jié)是機(jī)器人的重要關(guān)節(jié)之一，球窩關(guān)節(jié)的摩擦性能對機(jī)器人整體性能有很大的影響。

據(jù)估計，世界上的能源消耗中約有1/3～1/2是由于摩擦和磨損造成的，一般機(jī)械設(shè)備中約有80％的零件因磨損而失效報廢。零件的磨損不僅與零件的材料有關(guān)，還與零件所處的環(huán)境以及運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。一些學(xué)者對普通摩擦磨損試驗機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，如MMU-10屏顯式端面磨損試驗機(jī)，以端面滑動摩擦形式，在浸油潤滑條件下，用于檢測材料的摩擦系數(shù)和磨損量，但是難以模擬機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)摩擦副在運(yùn)動狀態(tài)下的真實磨損情況。所以有必要用專用的試驗設(shè)備檢測機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)的磨損情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)摩擦副的測試裝置，能夠在密封條件下模擬機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)的運(yùn)動并完成關(guān)節(jié)頭擺動磨損測試和關(guān)節(jié)頭自轉(zhuǎn)磨損測試。

本發(fā)明一種機(jī)器人球窩關(guān)節(jié)摩擦副的測試裝置，包括密封裝置、驅(qū)動裝置、固定裝置、加載裝置、檢測系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)。

所述的密封裝置包括密封腔腔體；所述的密封腔室設(shè)有密封腔側(cè)門，且密封腔側(cè)門的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置密封圈；第二旋轉(zhuǎn)軸和加載軸同軸設(shè)置在密封腔腔體相對的兩個面上，第一旋轉(zhuǎn)軸與加載軸垂直設(shè)置；第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸均通過軸承支承在密封腔腔體上；加載軸與密封腔腔體構(gòu)成滑動副；第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸以及加載軸位于密封腔室內(nèi)的一端端面均開設(shè)有一體成型且沿周向均布的三個凹槽。

所述的驅(qū)動裝置包括第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)；第一伺服電機(jī)的輸出軸通過第一聯(lián)軸器連接第一旋轉(zhuǎn)軸位于密封腔腔體腔外的一端，第二伺服電機(jī)的輸出軸通過第二聯(lián)軸器連接第二旋轉(zhuǎn)軸位于密封腔腔體腔外的一端。

所述的固定裝置包括關(guān)節(jié)窩夾具和關(guān)節(jié)頭夾具；所述關(guān)節(jié)窩夾具的底端端面開設(shè)有沿周向均布的三個定位凸臺；所述關(guān)節(jié)頭夾具的底端端面也開設(shè)有沿周向均布的三個定位凸臺。

所述的加載裝置包括第三伺服電機(jī)；第三伺服電機(jī)的輸出軸與絲杠通過第三聯(lián)軸器連接，絲杠與螺母構(gòu)成螺旋副；載荷加載軸套置在絲杠上，載荷加載軸位于密封腔腔外的一端端面與螺母固定。

所述的檢測系統(tǒng)包括速度傳感器一、速度傳感器二、壓力傳感器、靈敏電流檢測計、精密電子天平、噪聲傳感器和振動傳感器；速度傳感器一測第一伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速；速度傳感器二測第二伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速；壓力傳感器測量螺母對載荷加載軸的載荷大小；靈敏電流檢測計檢測由低壓直流電源供電的關(guān)節(jié)窩電流變化；精密電子天平測量關(guān)節(jié)窩的磨損量。噪聲傳感器設(shè)置在密封腔室內(nèi)；振動傳感器測量關(guān)節(jié)窩的振動。

所述的計算機(jī)控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集儀和計算機(jī)組成。數(shù)據(jù)采集儀通過無線通訊接收速度傳感器一、速度傳感器二、壓力傳感器、靈敏電流檢測計、噪聲傳感器、振動傳感器采集的數(shù)據(jù)，并經(jīng)處理后傳送到計算機(jī)；計算機(jī)控制第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)和第三伺服電機(jī)。