[發(fā)明專利]一種機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)及標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011332511.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112254876B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫永軍;崔士鵬;蔣再男;劉伊威;劉宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L25/00
• 分類號(hào): G01L25/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

1.一種機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定方法，其特征在于：自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)包括電機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、制動(dòng)器、標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器、待標(biāo)定關(guān)節(jié)力矩傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制器、制動(dòng)器控制器、上位機(jī)Ⅰ和上位機(jī)Ⅱ，所述電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與減速器相連，所述減速器依次與制動(dòng)器、標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器及待標(biāo)定關(guān)節(jié)力矩傳感器相連，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制器和制動(dòng)器控制器均與上位機(jī)Ⅰ相連，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制器與電機(jī)相連，所述制動(dòng)器控制器與制動(dòng)器相連，所述標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器、待標(biāo)定關(guān)節(jié)力矩傳感器均與上位機(jī)Ⅱ相連，所述上位機(jī)Ⅱ上儲(chǔ)存有關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定程序；

標(biāo)定方法以下步驟：

步驟一：根據(jù)待標(biāo)定關(guān)節(jié)力矩傳感器的量程2Q，每間隔5％設(shè)置一個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，分別為：-Q、-0.95Q、-0.90Q、-0.85Q、-0.80Q、-0.75Q、-0.70Q、-0.65Q、-0.60Q、-0.55Q、-0.50Q、-0.45Q、-0.40Q、-0.35Q、-0.30Q、-0.25Q、-0.20Q、-0.15Q、-0.10Q、-0.05Q、0、0.05Q、0.10Q、0.15Q、0.20Q、0.25Q、0.30Q、0.35Q、0.40Q、0.45Q、0.50Q、0.55Q、0.60Q、0.65Q、0.70Q、0.75Q、0.80Q、0.85Q、0.90Q、0.95Q和Q，共計(jì)41個(gè)標(biāo)定點(diǎn)；

步驟二：通過(guò)上位機(jī)Ⅰ控制電機(jī)與制動(dòng)器，使標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器輸出到與步驟一中第一個(gè)標(biāo)定點(diǎn)相同大小的力矩，通過(guò)制動(dòng)器制動(dòng)，保證施加輸入扭矩的穩(wěn)定，在上位機(jī)Ⅱ中記錄標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器測(cè)量的力矩?cái)?shù)值T1和此時(shí)待標(biāo)定關(guān)節(jié)力矩傳感器的輸出電信號(hào)數(shù)值S1，采樣頻率為f(Hz)，采集時(shí)間為t(s)，共采集ft個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并將以上數(shù)據(jù)發(fā)送至關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定程序；

步驟三：根據(jù)步驟一中設(shè)置的標(biāo)定點(diǎn)，重復(fù)步驟二，對(duì)其余標(biāo)定點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，最終完成所有標(biāo)定點(diǎn)的加載標(biāo)定；

步驟四：根據(jù)步驟二和步驟三的過(guò)程完成所有標(biāo)定點(diǎn)的卸載標(biāo)定；

步驟五：在上位機(jī)Ⅱ中利用關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定程序，采用最小二乘的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)待標(biāo)定力矩傳感器的標(biāo)定，得到待標(biāo)定關(guān)節(jié)力矩傳感器的標(biāo)定系數(shù)k。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定方法，其特征在于：所述聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定方法，其特征在于：所述制動(dòng)器為磁粉制動(dòng)器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定方法，其特征在于：所述電機(jī)為力矩電機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定方法，其特征在于：所述標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器的量程大于待標(biāo)定關(guān)節(jié)力矩傳感器的量程。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定方法，其特征在于：所述標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器的精度等級(jí)高于待標(biāo)定關(guān)節(jié)力矩傳感器的精度等級(jí)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定方法，其特征在于：所述制動(dòng)器的額定制動(dòng)力矩大于標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器的量程。