[發(fā)明專利]一種機器人關節(jié)電磁干擾測試系統

在審

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• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111390970A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 黃強;黃高;張炳計;祝敏;余張國;陳學超
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;G01R31/00
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 杜丹

本發(fā)明提供了一種機器人關節(jié)電磁干擾測試系統，包括工控機、磁滯制動器和電流發(fā)生器；工控機用于編寫測試程序并對機器人測試關節(jié)進行控制，工控機根據機器人測試關節(jié)反饋的通信數據得出機器人關節(jié)電磁干擾結果；磁滯制動器連接機器人測試關節(jié)的電機負載端，為機器人測試關節(jié)的電機提供負載；所述磁滯制動器連接電流發(fā)生器，通過電流發(fā)生器對磁滯制動器的輸出力矩進行調控；用于產生與機器人測試關節(jié)相應負載；通過改變電流發(fā)生器的輸出電流，就能測試電機驅動器在不同電流下對干擾的抵抗能力，本發(fā)明能夠更快、更準確、更安全的診斷出驅動器電磁干擾，并且方便驅動器改進后進行測試，同時減少測試成本，提高測試效率。

技術領域

本發(fā)明涉及機器人技術領域，尤其是一種機器人關節(jié)電磁干擾測試系統。

背景技術

機器人由多個關節(jié)組成，關節(jié)又包括電機、驅動器、編碼器等，其中電機驅動器是關節(jié)的核心部件。為了實現高性能機器人的跳高、跳遠功能，關節(jié)電機驅動器需要加入較大脈沖電流。大幅度脈沖電流的加入，必然會增加整個系統的電磁干擾，嚴重時會出現驅動器通訊不正常、掉電等問題，使關節(jié)無法正常工作。為了保證機器人各關節(jié)正常工作，需要搭建測試系統，在整個機器人各關節(jié)同時工作前測試單個關節(jié)在較大脈沖電流下受到的電磁干擾情況，驗證單關節(jié)是否可以正常工作，避免關節(jié)受損。

常規(guī)的測試方案是用機器人整個系統進行測試，這種測試存在著以下弊端，一是測試時所有的關節(jié)在一起，不易判別出錯關節(jié)的位置及個數；二是具有安全隱患，在測試中很多情況會測試到極限工作狀態(tài)，很可能會導致設備的損壞，影響測試人員的安全；三是想要對驅動器采取改進措施，由于在實際機器人上空間有限，導致作業(yè)繁瑣。

發(fā)明內容

針對現有技術中存在不足，本發(fā)明提供了一種機器人關節(jié)電磁干擾測試系統，可以完全模擬產生驅動器工作時的脈沖電流(幅度、脈寬、上升沿)，能夠更快、更準確、更安全的診斷出驅動器電磁干擾，并且方便驅動器改進后進行測試，同時減少測試成本，提高測試效率。

本發(fā)明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種機器人關節(jié)電磁干擾測試系統，包括工控機、磁滯制動器和電流發(fā)生器；

所述工控機用于編寫測試程序并對機器人測試關節(jié)進行控制，工控機根據機器人測試關節(jié)反饋的通信數據得出機器人關節(jié)電磁干擾結果；

所述磁滯制動器連接機器人測試關節(jié)的電機負載端，為機器人測試關節(jié)的電機提供負載；所述磁滯制動器連接電流發(fā)生器，通過電流發(fā)生器對磁滯制動器的輸出力矩進行調控；用于產生與機器人測試關節(jié)相應負載；通過改變電流發(fā)生器的輸出電流，就能測試電機驅動器在不同電流下對干擾的抵抗能力。

進一步，所述機器人測試關節(jié)包括關節(jié)電機控制器、關節(jié)電機驅動器和關節(jié)驅動電機；所述關節(jié)電機控制器與工控機之間電信號連接；所述關節(jié)電機控制器與關節(jié)電機驅動器之間使用EtherCAT網絡通信實現信號連接；所述關節(jié)電機驅動器和關節(jié)驅動電機之間電信號連接。

進一步，所述工控機實時監(jiān)控關節(jié)電機控制器與關節(jié)電機驅動器之間的通信數據，工控機分析通信數據包出現的錯誤，根據相應錯誤的多少判斷存在電磁干擾的強度大小；

進一步，關節(jié)電機控制器與關節(jié)電機驅動器在通信過程中出現的錯誤次數為n，總的通信次數為m，K為出現錯誤的概率，則K＝n/m；當K的值不為零時，說明存在干擾，K的值越大干擾的越大，反之干擾越小。

進一步，根據τ＝K*I電流發(fā)生器對磁滯制動器的輸出力矩進行調控，獲得與關節(jié)驅動電機相匹配的力矩，其中，τ是電機輸出的力矩，K是電機固有系數，I是提供給電機的電流；

進一步，為了防止磁滯制動器長時間工作過熱，為磁滯制動器配備了空氣壓縮機進行風冷散熱；

有益效果