一种六自由度力与力矩传感器的标定装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，包括升降机构、stewart结构的六自由度运动工装和stewart结构的六自由度力与力矩测量工装，所述六自由度运动工装倒置安装在所述升降机构的底部，并可随所述升降机构上、下移动，所述六自由度力与力矩测量工装位于所述六自由度运动工装的下方，待测的六自由度力与力矩传感器固定在所述六自由度运动工装和六自由度力与力矩测量工装之间。本发明专利技术可以使得待测的六自由度力与力矩传感器的安装、固定和更换变得方便快速；同时可以提高检测精度且稳定性好。

A calibrating device for six degree of freedom force and moment sensor

The calibration device of the present invention relates to a six DOF force and torque sensor, including six degrees of freedom force and torque measurement technology of six DOF motion tooling and Stewart Stewart structure, the lifting mechanism is installed, the bottom of the six degree of freedom motion tooling installed in the lifting mechanism, and with the the lifting mechanism can move up and down, the six degree of freedom force and torque measurement tooling in the below six degrees of freedom motion tooling, six DOF force and torque sensor to be measured is fixed on the six degree of freedom motion tooling and six degree of freedom force and torque measurement fixture between. The invention can make the installation, fixation and replacement of the six degree of freedom force and torque sensor to be convenient and fast, and at the same time, it can improve the detection accuracy and stability.

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度力与力矩传感器的标定装置
本专利技术涉及一种传感器的标定装置，具体涉及一种六自由度力与力矩传感器的标定装置。
技术介绍
六分量力与力矩传感器是用于测量计算六个自由度的力和力矩的整体式传感器，又简称为“六维力传感器”，六分量力与力矩传感器在检测时存在着加载力源复杂和检测标准复杂的难题。现有技术方案中的六维力传感器标定装置的结构主体为一个stewart结构的六自由度运动平台，采用电动推杆驱动，可连续加载空间任意力与力矩，在上平台和下平台上分别安装有三爪卡盘，中间固定被测传感器，在运动平台的六条电动推杆上分别安装有标准力传感器，用于计算所加载的力与力矩；通过比较加载力与力矩和传感器输出的力与力矩得出被测传感器性能。现有的这种六维力传感器标定装置存在如下缺点：1)、因为被测传感器放置在stewart平台的上平台和下平台之间，因此，更换被测件会十分不方便；2)、因为被测传感器使用上下两个三爪卡盘固定，因此其被测件的尺寸，形状受限制，无法完成不同样式的传感器的测量；3)、此检测方式要求上下两个三爪卡盘和被测传感器三者轴线重合，此点难以保证，会影响测量精度；4)、6个单向标准力传感器安装在电动推杆上，计算得到的是施加给被测件的力与力矩，其受万向铰间隙的影响，亦会影响精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，其可以直接、快速、方便且高精度的标定待测六分量力与力矩传感器。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，包括升降机构、stewart结构的六自由度运动工装和stewart结构的六自由度力与力矩测量工装，所述六自由度运动工装倒置安装在所述升降机构的底部，并可随所述升降机构上、下移动，所述六自由度力与力矩测量工装位于所述六自由度运动工装的下方，待测的六自由度力与力矩传感器固定在所述六自由度运动工装和六自由度力与力矩测量工装之间。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种六自由度力与力矩传感器的标定装置使用六自由度运动工装为待测的六自由度力与力矩传感器加载力源，使用六自由度力与力矩测量工装测量待测的六自由度力与力矩传感器，让待测的六自由度力与力矩传感器的加载和测量完全分开，从而可以使得待测的六自由度力与力矩传感器的安装、固定和更换变得方便快速；同时使用stewart结构的六自由度力与力矩测量工装作为测量标准，可以提高检测精度且稳定性好。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述六自由度运动工装包括运动工装上平台、运动工装下平台和电动缸，所述电动缸设有六个，六个所述电动缸以stewart结构安装在所述运动工装上平台和运动工装下平台之间，且所述电动缸的底端通过第一铰链固定安装在所述运动工装下平台上，所述电动缸的顶端通过第二铰链固定安装在所述运动工装上平台上。进一步，所述六自由度力与力矩测量工装包括测量工装上平台、测量工装下平台、连杆和标准六自由度力与力矩传感器，所述连杆和标准六自由度力与力矩传感器分别设有六个，六个所述标准六自由度力与力矩传感器分别对应套装在六个所述连杆的中部，六个所述连杆以stewart结构安装在所述测量工装上平台和测量工装下平台之间，且所述连杆的一端通过第三铰链固定安装在所述测量工装下平台上，所述连杆的另一端通过第四铰链固定安装在所述测量工装上平台上。进一步，还包括支撑工装，所述升降机构、六自由度运动工装和六自由度力与力矩测量工装从上至下依次安装在所述支撑工装上。进一步，所述支撑工装包括顶座、底座和立柱，所述顶座位于所述底座上方并与所述底座平行，所述立柱的两端分别固定安装在所述顶座和所述底座上，且所述立柱分别垂直于所述顶座和所述底座，所述立柱设有多根，多根所述立柱均匀的沿所述顶座和底座的边沿分布。进一步，所述测量工装下平台通过调节块固定安装在所述底座上，所述运动工装下平台穿过多根所述立柱并位于所述顶座的下方，所述运动工装上平台靠近所述测量工装上平台。进一步，所述升降机构包括导柱、顶板、驱动电机和丝杆，所述导柱设有多根，多根所述导柱的一端穿过所述顶座并与所述运动工装下平台通过轴承压盖固定连接，所述顶板固定安装在多个所述导柱的另一端上，所述驱动电机固定安装在所述顶座上，所述丝杆的一端穿过所述顶座并固定连接在所述运动工装下平台上，所述丝杆的另一端穿过所述驱动电机的输出端并固定连接在所述顶板上，所述驱动电机的输出端与所述丝杆转动连接，并可驱动所述丝杆上下移动。进一步，还包括固定工装，待测的六自由度力与力矩传感器通过所述固定工装固定在所述六自由度运动工装和六自由度力与力矩测量工装之间，所述固定工装包括上固定盘和下固定盘，所述上固定盘固定安装在所述运动工装上平台上，所述下固定盘固定安装在所述测量工作上平台上，所述上固定盘上和所述下固定盘上均分别设有多个固定孔位，待测的六自由度力与力矩传感器的两端分别通过螺纹连接在对应的固定孔位中的螺丝分别固定在所述上固定盘上和所述下固定盘上。采用上述进一步方案的有益效果是：固定工装通过螺丝固定，被测传感器与六自由度运动工装、六自由度力与力矩测量工装为刚性连接，相比于使用三爪卡盘和将标准单向力矩传感器安装在电动推杆上的结构，减少了干扰因素，提高了测量精度；同时使用升降机构和多孔位的固定工装可快速切换待测的六自由度力与力矩传感器，且可测量不同结构的待测的六自由度力与力矩传感器。进一步，所述六自由度运动工装还配设有用于驱动所述六自由度运动工装自动寻找中心点的控制器。采用上述进一步方案的有益效果是：六自由度运动工装在加载前可以使用控制器驱动六自由度运动工装自动寻找中心点，充分利用了六自由度运动工装的灵活性，同时提高了检测精度，避免了现有技术中难以保证上下两个三爪卡盘和被测传感器三者轴线重合而影响测量精度的问题出现。附图说明图1为本专利技术一种六自由度力与力矩传感器的标定装置的整体结构示意图；图2为本专利技术一种六自由度力与力矩传感器的标定装置中六自由度运动工装的结构示意图；图3为本专利技术一种六自由度力与力矩传感器的标定装置中六自由度力与力矩测量工装的结构示意图；图4为本专利技术一种六自由度力与力矩传感器的标定装置中固定工装的上固定盘的结构示意图；图5为本专利技术一种六自由度力与力矩传感器的标定装置中固定工装的下固定盘的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、升降机构，11、导柱，12、顶板，1,3、驱动电机，14、丝杆，15、轴承压盖，2、六自由度运动工装，21、运动工装上平台，22、运动工装下平台，23、电动缸，24、第一铰链，25、第二铰链，3、六自由度力与力矩测量工装，31、测试工装上平台，32、测试工装下平台，33、连杆，34、标准六自由度力与力矩传感器，35、第三铰链，36、第四铰链，41、上固定盘，42、下固定盘，43、固定孔位，5、待测的六自由度力与力矩传感器，6、支撑工装，61、顶座，62、底座，63、立柱，7、调节块。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1-图5所示，一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，包括升降机构1、stewart结构的六自由度运动工装2和stewart结构的六自由度力与力矩测量工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，其特征在于：包括升降机构(1)、stewart结构的六自由度运动工装(2)和stewart结构的六自由度力与力矩测量工装(3)，所述六自由度运动工装(2)倒置安装在所述升降机构(1)的底部，并可随所述升降机构(1)上下移动，所述六自由度力与力矩测量工装(3)位于所述六自由度运动工装(2)的下方，待测的六自由度力与力矩传感器(5)固定在所述六自由度运动工装(2)和六自由度力与力矩测量工装(3)之间。

【技术特征摘要】
1.一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，其特征在于：包括升降机构(1)、stewart结构的六自由度运动工装(2)和stewart结构的六自由度力与力矩测量工装(3)，所述六自由度运动工装(2)倒置安装在所述升降机构(1)的底部，并可随所述升降机构(1)上下移动，所述六自由度力与力矩测量工装(3)位于所述六自由度运动工装(2)的下方，待测的六自由度力与力矩传感器(5)固定在所述六自由度运动工装(2)和六自由度力与力矩测量工装(3)之间。2.根据权利要求1所述的一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，其特征在于：所述六自由度运动工装(2)包括运动工装上平台(21)、运动工装下平台(22)和电动缸(23)，所述电动缸(23)设有六个，六个所述电动缸(23)以stewart结构安装在所述运动工装上平台(21)和运动工装下平台(22)之间，且所述电动缸(23)的底端通过第一铰链(24)固定安装在所述运动工装下平台(22)上，所述电动缸(23)的顶端通过第二铰链(25)固定安装在所述运动工装上平台(21)上。3.根据权利要求2所述的一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，其特征在于：所述六自由度力与力矩测量工装(3)包括测量工装上平台(31)、测量工装下平台(32)、连杆(33)和标准六自由度力与力矩传感器(34)，所述连杆(33)和标准六自由度力与力矩传感器(34)分别设有六个，六个所述标准六自由度力与力矩传感器(34)分别对应套装在六个所述连杆(33)的中部，六个所述连杆(33)以stewart结构安装在所述测量工装上平台(31)和测量工装下平台(32)之间，且所述连杆(33)的一端通过第三铰链(35)固定安装在所述测量工装下平台(32)上，所述连杆(33)的另一端通过第四铰链(36)固定安装在所述测量工装上平台(31)上。4.根据权利要求3所述的一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，其特征在于：还包括支撑工装(6)，所述升降机构(1)、六自由度运动工装(2)和六自由度力与力矩测量工装(3)从上至下依次安装在所述支撑工装(6)上。5.根据权利要求4所述的一种六自由度力与力矩传感器的标定装置，其特征在于：所述支撑工装(6)包括顶座(61)、底座(62)和立柱(63)，所述顶座(61)位于所述底座(62)上方并与所述底座(62)平行，所述立...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文皓，肖琴，罗文豹，李绍安，
申请(专利权)人：穆特科技武汉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42