一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种关节式机器人末端执行机构的动态特性检测装置。检测装置包括激光干涉仪测量仪系统和位移频率采集系统，利用激光干涉仪测量系统对机器人末端执行机构在X、Y、Z三个方向一个方向上的直线运动的动态特性检测，利用位移频率采集系统测量机器人末端执行机构在X、Y、Z三个方向的其它两个方向上的启动与停止阶段的位移频率。本实用新型专利技术通过激光干涉仪测量仪系统和位移频率采集系统同时进行以提高该方法的准确性和全面性，操作简单方便，便于在工程领域中应用。

A device for detecting dynamic characteristics of end effector of articulated robot

The utility model discloses a device for detecting the dynamic characteristics of the end effector of a joint robot. The detection device includes the laser interferometer measuring instrument system and the displacement frequency acquisition system, using the laser interferometer measurement system to detect the dynamic characteristics of the linear motion of the robot terminal actuator in the direction of X, Y and Z in one direction. The displacement frequency acquisition system is used to measure the terminal actuator of the robot in X, Y, and Z. The displacement frequencies of the other two directions in the direction of starting and stopping phase. The utility model can improve the accuracy and comprehensiveness of the method by the laser interferometer measuring instrument system and the displacement frequency acquisition system, and the operation is simple and convenient, and is convenient to be applied in the engineering field.

【技术实现步骤摘要】
一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置
本技术涉及检测仪器
，特别涉及一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置。
技术介绍
机器人在各领域中应用越来越广泛，在各领域应用中，其功能的实现对其运动位置的要求也越来越高。对于关节式机器人来说，既要通过调整控制参数来补偿位置误差，又需要通过机器人本体结构设计来尽量减小机械误差。机器人运动需要通过对各关节电机参数设定来实现，它的设定准确与否直接影响机器人的工作位置精度。另外，不同结构机器人由于传动方式、力臂长度、惯性等因素的影响，其运动特性也有很大的差别。关节式机器人末端执行机构动态特性可以为以上两者提供有力的反馈调整依据，因此其检测装置和方法可直接决定反馈信息的准确度。由于机器人的空间运动特点，被检测运动方向不能保证为绝对的单方向运动，在启动与停止阶段分别会产生震动，且其运动过程中速度、加速度也有不稳定的变化，常用的二维检测装置不能同时进行空间运动位置的检测，因此很难检测到全面的动态特性参数。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有机器人动态特性检测技术中存在的技术缺陷，而提供一种关节式机器人末端执行机构动态特性的检测装置，以为关节式机器人控制参数的补偿和结构设计的优化提供更全面更准确的反馈依据，进而提高机器人的工作位置精度。为实现本技术目的，所采用的技术方案如下：一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置，包括：激光干涉仪测量系统，用于关节式机器人沿X、Y、Z轴的某一方向上作主运动时，对关节式机器人末端执行机构在该主运动方向上的动态特性进行检测，包括激光头、光路转换镜组、以及反射镜；位移频率采集系统，包括多个激光位移传感器，用于关节式机器人在主运动方向上运动的同时，在X、Y、Z轴的另外两个方向上采集关节式机器人末端执行机构在启动与停止阶段的振动位移频率；数据采集卡系统，与多个所述激光位移传感器相连接，并与计算机连接，以将所述激光位移传感器采集的模拟信号转换为数字信号传送到计算机；所述激光头与所述计算机相连接，以将其测量数据传输到计算机。所述激光头安装在三脚架云台上。所述光路转换镜组以及激光位移传感器固定在实验平台上，所述反射镜用磁力表座固定在机器人末端执行机构上。所述激光位移传感器通过传感器安装组件固定支撑在实验平台上。本技术利用激光干涉仪系统和位移频率采集系统，能实现将关节式机器人运动过程中运动参数的变化，通过光路的微小变化反映出来，并通过计算机可得到关节式机器人的具体的变化数据。附图说明图1是关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置结构原理图；图2是激光位移传感器的检测位置示意图；图中：1-被测关节式机器人；2-激光位移传感器一；3-激光位移传感器二；4-反射镜；5-激光位移传感器三；6-激光位移传感器四；7-第一激光位移传感器安装组件；8-激光头；9-三脚架云台；10-实验平台；11-光路转换镜组，12-第二激光位移传感器安装组件；100-末端执行机构夹爪一；110-末端执行机构夹爪二；具体实施方式以下结合附图和具体实例对本技术作进一步详细说明，此处所描述的具体实例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参见图1所示，一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置，包括：激光干涉仪测量系统，用于被测的关节式机器人1沿X、Y、Z轴的某一方向上作主运动时，对关节式机器人末端执行机构在该主运动方向上的动态特性进行检测，包括激光头8、光路转换镜组11、以及反射镜2；位移频率采集系统，包括多个激光位移传感器，用于关节式机器人在主运动方向上运动的同时，在X、Y、Z轴的另外两个方向上采集关节式机器人末端执行机构在启动与停止阶段的振动位移频率；数据采集卡系统，与多个所述激光位移传感器相连接，并与计算机连接，以将所述激光位移传感器采集的模拟信号转换为数字信号传送到计算机；其中，所述激光头与所述计算机相连接，以将其测量数据传输到计算机。其中，所述激光头安装在三脚架云台8上。其中，所述光路转换镜组以及激光位移传感器固定在实验平台10上，所述反射镜用4磁力表座固定在机器人末端执行机构上。其中，所述激光位移传感器是通过传感器安装组件(如第一激光位移传感器安装组件7以及第二激光位移传感器安装组件12)固定支撑在实验平台上。所述的激光位移传感器为四个，如图2所示，包括激光位移传感器一2，激光位移传感器二3；激光位移传感器三5；激光位移传感器四6，如图1所示，进行布置，分别测量关节式机器人末端执行机构在主运动方向外的其它两个方向上的在启动与停止阶段的振动位移频率，如主运动方向为Z向，则测量关节式机器人末端执行机构的X、Y两个方向上的在启动与停止阶段的振动位移频率。本技术的具体操作步骤如下：S1：打开机器人控制计算机，调整被测关节式机器人的位姿，保证有充足的运动空间；S2：准备实验台，使实验台放置在平坦的地面上，并通过水平尺的测量来调整水平；S3：选择对应的测量镜组，将反射镜用磁力表座固定在被测关节式机器人末端执行机构上，将光路转换镜组放在工作台上与反射镜相对的位置上；S4：将激光头安在三脚架云台上，调整三脚架高度，使激光头光路与转换镜组水平光路大致重合；S5：用激光位移传感器安装组件安装激光位移传感器，并将其放置在相应的待检测位置；S6：连接数据采集卡系统，将激光位移传感器与数据采集卡系统相连；S7：将数据采集卡系统、激光干涉仪测量系统分别与计算机相连，并安装相应数据输出软件，之后确认软件是否安装成功。在完成上述操作步骤并安装调试成功后，通过机器要控制计算机来改变被测关节式机器人的运动参数和运动方式，对不同状态下的动态特性及振动位移频率进行检测即可。下面，以某位姿下关节式机器人沿Z轴运动为例对本技术的操作步骤进行说明。参见图1-2所示，本技术的具体操作步骤如下：S1：调整反光镜位置使其光路平行于Z轴；S2：调整光路转换镜组位置使其竖直光路尽量与反射镜光路重合，并保证高度上有足够的测量距离；S3：通过调整三脚架云台的支撑张角和竖直移动旋钮来调节三脚架高度，利用三脚架云台上的水平尺调整水平；S4：调整激光头左右方向至中间位置；S5：调整激光头俯仰方向至水平位置；S6：调整激光头左右位置位于调整行程中间位置；S7：在反射镜前安上光靶，启动激光头，反复调整光路转换镜组位置，使激光打在光靶白色圆屏正中央后拿下光靶；S8：将激光头光靶旋转到反射光光路上，按照“近处调位移，远处调角度”方法，使两束反射光在光靶白色圆屏上重合，并旋转光靶回原位后观察指示灯，反复操作，直到指示灯变为绿色，表示调整成功；所述近处调位移，是指当被测关节式机器人移动部位移至接近激光器位置时，若激光束偏离光靶上的白色圆屏，则调整三脚架的升降和云台的平移微调控制旋钮；所述远处调角度，是指当被测关节式机器人移动部件移至远离激光器位置时，若激光光束偏离光靶上白色圆屏时，调整云台扭摆微调控制旋钮和激光器后面板的俯仰控制旋钮；初步将光路调准直后，取下反射镜前的光靶，将激光头光闸置于“较小光束孔+光标”位置。S9：启动被测关节式机器人，使其沿Z轴直线运动，由起始位置到停止位置运动距离为400mm，在此运动过程中，观察激光头绿色指示灯是否一直保持点亮，若不能持续点亮，则按照S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置，其特征在于，包括：激光干涉仪测量系统，用于关节式机器人沿X、Y、Z轴的某一方向上作主运动时，对关节式机器人末端执行机构在该主运动方向上的动态特性进行检测，包括激光头、用于将激光头发出的激光自关节式机器人末端执行机构反射回激光头的光路转换镜组以及反射镜；位移频率采集系统，包括多个激光位移传感器，用于关节式机器人在主运动方向上运动的同时，在X、Y、Z轴的另外两个方向上采集关节式机器人末端执行机构在启动与停止阶段的振动位移频率；数据采集卡系统，与多个所述激光位移传感器相连接，并与计算机连接，以将所述激光位移传感器采集的模拟信号转换为数字信号传送到计算机；所述激光头与所述计算机相连接，以将其测量数据传输到计算机。

【技术特征摘要】
1.一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置，其特征在于，包括：激光干涉仪测量系统，用于关节式机器人沿X、Y、Z轴的某一方向上作主运动时，对关节式机器人末端执行机构在该主运动方向上的动态特性进行检测，包括激光头、用于将激光头发出的激光自关节式机器人末端执行机构反射回激光头的光路转换镜组以及反射镜；位移频率采集系统，包括多个激光位移传感器，用于关节式机器人在主运动方向上运动的同时，在X、Y、Z轴的另外两个方向上采集关节式机器人末端执行机构在启动与停止阶段的振动位移频率；数据采集卡系统，与多个所述激光位移传感器相连接，并与计算机连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈诚，张宏儒，陈绍轩，计宏伟，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12