[發明專利]工業機器人靜態柔順性測量的輔助加載裝置

在審

• 申請號: 202110387199.8
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112964414A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 李新;陳力;李冰瑩;唐訊捷;馬濤;秦潔
• 申請（專利權）人: 江蘇省計量科學研究院（江蘇省能源計量數據中心）
• 主分類號: G01L5/16
• 分類號: G01L5/16;G01M99/00;B25J13/08;B25J19/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明提供一種工業機器人靜態柔順性測量的輔助加載裝置，給工業機器人的末端施加作用力，包括機械接口、傳感器組件、三軸電控滑臺機構和電控系統，傳感器組件包括連接固定的三維力傳感器和傳感器底座，機械接口分別連接被測工業機器人末端和三維力傳感器，傳感器底座連接三軸電控滑臺機構，電控系統連接三維力傳感器和三軸電控滑臺機構；實現快速轉換測量方向，裝置體積小，便于現場使用，作用力可以任意調整。

技術領域

本發明涉及工業機器人性能測試技術領域，特別是涉及一種測量工業機器人靜態柔順性測量的輔助加載裝置。

背景技術

工業機器人作為先進制造業的關鍵基礎裝備，是衡量國家或地區的制造業水平和技術實力的指標。

工業機器人的靜態柔順性是指作用于機器人本體機械接口每單位負載的最大位移量，該指標表征了工業機器人的靜態剛度性能。靜態柔順性的測量是工業機器人性能測試中的重要一項測試內容。根據國標GB/T 12642-2013《工業機器人性能規范及其試驗方法》的規定，工業機器人進行靜態柔順性測量時，輔助加載的力應加在平行機座坐標軸的三軸六個方向上，每次一個方向，加載力應以10%額定負載逐步增加到100%額定負載。對于每個力和方向，測量相應的位移。

雖然標準給出了工業機器人靜態柔順性的測試要求，但目前市場上沒有專門的工業機器人靜態柔順性測試裝置可以使用，所以便導致了在傳統測試過程中該項測試工作難以進行。

現有的一些解決方案主要是通過定滑輪系統，用拉繩在不同的方向上給工業機器人的末端施加作用力，作用力的增大是使用砝碼手動增加或是使用電動機自動增加。但這些現有解決方案的缺陷在于：1. 設計中沒有全面考慮三軸六向（X+、X-、Y+、Y-、Z+、Z-六個方向）上的測量，在實現不同方向的測量時需要調整被測機器人、靜態柔順性測試裝置之間的相對位置才能完成三軸六向上的全部測試，導致工作效率較低；2. 或者是此類輔助加載裝置占用空間較大，裝置不易移動，難以適應各種型號、各種環境的工業機器人測試需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種工業機器人靜態柔順性測量的輔助加載裝置，結構簡單，操作簡便，測試范圍全面、可靠和準確。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：工業機器人靜態柔順性測量的輔助加載裝置，給工業機器人的末端施加作用力，包括機械接口、傳感器組件、三軸電控滑臺機構和電控系統，傳感器組件包括連接固定的三維力傳感器和傳感器底座，機械接口分別連接被測工業機器人末端和三維力傳感器，傳感器底座連接三軸電控滑臺機構，電控系統電連接三維力傳感器和三軸電控滑臺機構，電控系統包括控制器、。

機械接口包括接觸球籠和接觸球桿，接觸球籠包括接觸球罩和拉力卡板，接觸球罩上設置有內腔，接觸球桿設置有適配接觸球籠的球頭及與球頭一體連接的桿座，桿座與三維力傳感器連接固定,接觸球罩與被測工業機器人末端連接固定。

內腔包括內腔半球面和內腔圓柱面，內腔與拉力卡板構成一個球籠結構，球頭與球籠結構之間留有不接觸間隙，在不拆除拉力卡板的情況下，球頭無法脫離球籠結構。

三軸電控滑臺機構分別包括X軸、Y軸和Z軸方向的滑臺、傳動絲杠、導軌、電機和減速傳動機構，Z軸方向的Z軸導軌上設置有Z軸滑臺，傳感器底座與Z軸滑臺固定連接。

減速傳動機構包括一級齒輪減速機、二級同步帶減速機、三級蝸輪蝸桿減速機、壓緊彈簧和傳動軸，電機的轉動依次通過一級齒輪減速機、二級同步帶減速機和三級蝸輪蝸桿減速機帶動傳動絲杠動作，進而通過傳動絲杠使滑臺在導軌上移動。

本發明只涉及用于工業機器人靜態柔順性測量的輔助加載裝置，不涉及測量裝置，測量裝置可以使用位移傳感器、激光跟蹤儀、關節臂坐標測量機等儀器實現測量工作。

本發明的有益效果是：