[發(fā)明專利]一種機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)側(cè)向剛度測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911053243.0
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110757509B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙海波;趙偉國;董吉洪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;G01N3/08
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本發(fā)明屬于機械設(shè)備測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)側(cè)向剛度測量裝置及方法；其中測量裝置包括基板、相對且間隔設(shè)置在基板上的兩個固定彎板，所述固定彎板上設(shè)置有用于固定待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的安裝座，所述待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和兩個固定彎板位于同一直線上，還包括通過導(dǎo)軌滑動連接在基板上的撥叉和測力裝置，所述測力裝置與撥叉連接，所述測力裝置與撥叉連接線垂直于兩個固定彎板的連接線，所述待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)位于所述撥叉的叉槽內(nèi)，所述基板上還設(shè)置有用于測量活動端位移的位移檢測裝置。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，計算方法簡便，一套裝置便可以輕松獲取不同角度的側(cè)向剛度值，效率高，成本低的優(yōu)點，可以為機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的科研和生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機械設(shè)備測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)側(cè)向剛度測量裝置及方法。

背景技術(shù)

如今，機器人在各行各業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用；機器人在運動過程中，需要驅(qū)動機器人的關(guān)節(jié)進行直線、轉(zhuǎn)動等一系列運動，從而完成各項運動。為實現(xiàn)預(yù)定運動，各種轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)如鉸鏈，虎克鉸，球鉸鏈被大量使用。隨著機器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，機器人對各個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的要求也越來越苛刻。不僅要求其傳動精度要高，剛度也得足夠高以滿足使用要求。另外，在一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域如航空航天，由于巨大沖擊的存在，對其剛度提出了更高的要求。因此機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)在設(shè)計生產(chǎn)之后必須獲取其剛度值。

現(xiàn)有機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的剛度獲取方法大致有三種，即理論計算，有限元仿真及實測。現(xiàn)有高精度機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)多采用滾動摩擦代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滑動摩擦，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，傳動環(huán)節(jié)較多，進行理論計算難度太大，一般不可取。另外，機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)內(nèi)部活動部件較多，各個部件之間的接觸情況，預(yù)緊力大小都不容易測量，采用有限元仿真無法定量地將這些連接關(guān)系真實的表示出來，因此采用有限元仿真技術(shù)獲取的機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的剛度值的準(zhǔn)確性難以保證。因此，對于機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的剛度取獲取，只有實測是最為簡單有效的方法。然而，機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)至少有一個自由度被放開，不容易固定，給剛度測試帶來一定的困難，因此，急需研究一種簡單便捷且準(zhǔn)確性高的機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)剛度測試裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明旨在提供一種機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)側(cè)向剛度測量裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)側(cè)向剛度測量裝置，包括基板、相對且間隔設(shè)置在基板上的兩個固定彎板，所述固定彎板上設(shè)置有用于固定待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的安裝座，所述待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和兩個固定彎板位于同一直線上，還包括通過導(dǎo)軌滑動連接在基板上的撥叉和測力裝置，所述測力裝置與撥叉連接，所述測力裝置與撥叉連接線垂直于兩個固定彎板的連接線，所述待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)位于所述撥叉的叉槽內(nèi)，所述基板上還設(shè)置有用于測量活動端位移的位移檢測裝置。

進一步的，所述測力裝置為壓力測量裝置和/或拉力測量裝置。

更進一步的，所述拉力測量裝置包括與撥叉鉸鏈連接的拉力計、固定設(shè)置于基板的墊塊，所述拉力計與墊塊通過導(dǎo)軌活動連接。

作為一種改進，所述位移檢測裝置包括千分表和固定設(shè)置與基板上的表座，所述千分表固定安裝在表座上，與所述千分表的頂針垂直抵接在撥叉上。

作為進一步改進，還包括過渡桿，所述兩個固定彎板的安裝座分別安裝一個待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，兩個所待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)之間通過過渡桿固定連接，所述過渡桿位于撥叉的叉槽內(nèi)。

進一步的，所述固定彎板包括與基板連接的底板、與底板垂直設(shè)置用于設(shè)置安裝座的安裝板，固定連接于底板和安裝板之間的加強板，所述加強板有兩塊，分別位于底板的兩側(cè)邊上。

更進一步的，所述撥叉的叉槽內(nèi)徑略大于過渡桿外徑，所述撥叉的叉壁上設(shè)置有螺紋通孔，所述螺紋通孔內(nèi)設(shè)置有緊定螺釘。

作為一種改進，所述過渡桿的兩段設(shè)置有螺紋，用以連接待測轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)；所述過渡桿的中間設(shè)置有固定凹槽。

進一步的，還包括繩索，所述繩索一端固定鏈接在所述固定凹槽內(nèi)，另一端與拉力計連接。