[實用新型]一種模擬工業機器人關節變負載變慣量的實驗裝置

有效

• 申請號: 201921823495.2
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN210757836U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 姜偉;裘錦霄;鄭穎;朱剛;王晨;季行健;裘信國
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本實用新型公開了一種模擬工業機器人關節變負載變慣量的實驗裝置，包括工作臺面、輸入伺服電機、行星齒輪減速器、第一聯軸器、動態扭矩傳感器、第二聯軸器、角度傳感器、雙軸承座、變慣量桿臂、第三聯軸器、轉軸、質量滑塊、定位螺栓、磁滯測功機、第一支撐底座、第二支撐底座和第三支撐底座，輸入伺服電機的輸出軸依次連接沿一條直線依次分布的行星齒輪減速器、第一聯軸器、動態扭矩傳感器、第二聯軸器、角度傳感器、轉軸、第三聯軸器和磁滯測功機；本實用新型綜合了慣性靜態變化，既可以變化慣量也可以變化負載，負載控制系統能夠滿足多種復雜負載的情況，能夠簡要的模擬關節運動狀況。

技術領域

本實用新型涉及關節伺服控制系統測試領域，涉及變負載變慣量的實驗裝置領域，更具體的說，尤其涉及一種模擬工業機器人關節變負載變慣量的實驗裝置。

背景技術

目前直接在工業機器人關節上進行伺服電機控制算法的實驗需要攻克諸多技術難點，對于個體研究工業機器人機械部分造價昂貴，因此研究多局限于軟件仿真階段，半仿真階段。為了有效的實驗來對控制算法進行評價，模擬機器人關節工況是關節，主要是一個變負載和變慣量的過程。

現有的負載模擬裝置一般采用的加載方式為機械加載、電磁加載和電機加載、慣量模擬加載裝置等。機械加載主要優點是工作可靠，結構簡單，缺點是不能實現連續變化的載荷譜，且不能在運轉中加載或調整載荷，且拆裝不方便。電機加載設備目前主要采用直流電機或力矩電機，直流電機作為加載元件存在電樞電流大，功率損失大，由于換向器的存在，對提供“正、反轉的力矩”不便。慣量模擬加載裝置多采用慣量盤等，通過調節慣量盤尺寸和質量實現改變慣量的目的，因慣量盤安裝同軸度等問題，造成一定的實驗難度。

針對上述加載和變慣量的方式存在的問題，設計了通過改變質量滑塊的相對位置來改變慣量，無需考慮同軸度問題，同時使用磁滯測功機，來實現連續變化的負載。

實用新型內容

本發明的目的在于解決現有負載模擬裝置，變慣量過程拆裝困難，負載變化不具實時性和同一裝置同時不具備變負載和變慣量功能等缺陷，提出了一種能夠模擬工業機器人關節變負載變慣量的實驗裝置，能夠綜合慣性靜態變化，負載加載實時變化，簡要模擬工業機器人關節運動工況。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：一種模擬工業機器人關節變負載變慣量的實驗裝置，包括工作臺面、輸入伺服電機、行星齒輪減速器、第一聯軸器、動態扭矩傳感器、第二聯軸器、角度傳感器、雙軸承座、變慣量桿臂、第三聯軸器、轉軸、質量滑塊、定位螺栓、磁滯測功機、第一支撐底座、第二支撐底座和第三支撐底座，所述輸入伺服電機和行星齒輪減速器均固定在第三支撐底座上，輸入伺服電機的輸出軸依次連接沿一條直線依次分布的行星齒輪減速器、第一聯軸器、動態扭矩傳感器、第二聯軸器、角度傳感器、轉軸、第三聯軸器和磁滯測功機，所述動態扭矩傳感器固定在所述第二支撐底座上，所述轉軸通過雙軸承座支撐，雙軸承座固定在第一支撐底座上；所述第一支撐底座、第二支撐底座和第三支撐底座均固定在工作臺面上；所述變慣量桿臂的一端通過鍵固定安裝在轉軸上，變慣量桿臂的軸心線與轉軸的軸心線相互垂直，變慣量桿臂上均布有至少三道沿著軸心線方向均勻分布的環形定位槽，質量滑塊套裝在變慣量桿臂上，所述質量滑塊上設置有定位螺孔，定位螺栓穿過質量滑塊通過定位螺栓的前端伸入到變慣量桿臂的環形定位槽底部實現質量滑塊與變慣量桿臂的位置固定。

進一步的，所述輸入伺服電機的輸出軸、行星齒輪減速器、第一聯軸器、動態扭矩傳感器、第二聯軸器、角度傳感器、轉軸、第三聯軸器和磁滯測功機的軸心線位于同一條直線上。

進一步的，所述工作臺面上設置有條形槽，條形槽位于變慣量桿臂的正下方，條形槽的長度大于變慣量桿臂長度的二倍，條形槽的寬度大于質量滑塊的直徑。變慣量桿臂帶著質量滑塊轉動時可以自由從條形槽中穿過。

進一步的，所述環形定位槽設置有五道，五道環形定位槽沿著變慣量桿臂的軸向等距離分布。

進一步的，所述輸入伺服電機為永磁同步電機。