机器人关节测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种机器人关节测试装置及方法，涉及自动化检测的技术领域，该装置包括控制模块，以及与控制模块连接的自整定模块、被测关节控制模块、输入输出模块和母线信号采集模块；其中，自整定模块包括负载自整定模块和惯量自整定模块，惯量自整定模块的输出端通过第一电子离合器与负载自整定模块连接，第一电子离合器与输入输出模块连接；负载自整定模块包括负载输出机构和负载测定机构；惯量自整定模块包括惯量加载机构和惯量测定机构，惯量加载机构与惯量测定机构通过第二电子离合器连接。本发明专利技术提供的机器人关节测试装置及方法，能够对机器人关节进行测试，自动化程度较高，操作过程相对简单，有助于提高机器人关节的测试效率。

【技术实现步骤摘要】
机器人关节测试装置及方法
本专利技术涉及自动化检测
，尤其是涉及一种机器人关节测试装置及方法。
技术介绍
目前，随着我国工业制造2025战略的实施，人机共融式的协作工业机器人快速发展，协作工业机器人主要由关节组成，机器人关节作为工业机器人的核心部件其性能的好坏往往决定了整机性能的优劣；同时，不同负载级的机器人关节以及同一负载级的机器人各轴的关节类型不同，因而测试需求不同；并且，同一机器人针对不同工况的惯量负载测试需求也不尽相同，因此研发过程中，针对关节的变负载、变惯量测试占据很重要地位。机器人关节测试平台作为机器人关节的重要检测装置，其使用的便捷性和高效性直接制约着机器人关节研发的技术迭代的快慢。传统的机器人关节测试装置，大多需要手动配置惯量和负载，操作过程繁琐、信号采集任务繁重，从而导致关节测试效率低下，严重制约了机器人关节技术的发展。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种机器人关节测试装置及方法，以缓解了现有技术中测试效率较低的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种机器人关节测试装置，该装置包括：控制模块，以及与控制模块连接的自整定模块、被测关节控制模块、输入输出模块和母线信号采集模块；其中，自整定模块包括负载自整定模块和惯量自整定模块，惯量自整定模块的输出端通过第一电子离合器与负载自整定模块连接，第一电子离合器与输入输出模块连接；控制模块用于接收用户输入的启动信号和测试参数，并将启动信号和测试参数发送至输入输出模块和自整定模块；其中，测试参数包括给定负载参数和/或给定惯量参数；输入输出模块用于根据启动信号控制第一电子离合器的开关状态；负载自整定模块包括负载输出机构和负载测定机构，负载输出机构用于接收启动信号，提取测试参数中包括的给定负载参数，按照给定负载参数输出给定负载；负载测定机构用于调整给定负载，以使给定负载保持在预先设置的负载阈值范围；惯量自整定模块包括惯量加载机构和惯量测定机构，惯量加载机构与惯量测定机构通过第二电子离合器连接，其中，第二电子离合器也与输入输出模块连接，输入输出模块还用于根据启动信号控制第二电子离合器的开关状态；惯量加载机构用于接收启动信号，提取测试参数中包括的给定惯量参数，按照给定惯量参数输出给定惯量；惯量测定机构用于调整给定惯量，以使给定惯量保持在预先设置的惯量阈值范围内；被测关节控制模块与被测关节连接，用于获取启动信号，通过第三伺服驱动器控制被测关节在给定负载和/或给定惯量下运转；母线信号采集模块用于在被测关节运转时，采集测试参数，并将测试参数发送至控制模块；控制模块还用于接收测试参数，根据测试参数生成测试报告，测试报告包括被测关节的系统效率。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述惯量加载机构包括依次连接的第一电机、滚柱丝杆滑台和伞状变惯量机构；其中，第一电机由第一伺服驱动器驱动，伞状变惯量机构通过伞状变惯量机构支撑座与滚柱丝杆滑台滑动连接；伞状变惯量机构的输出端通过同步带机构与惯量测定机构连接；第一伺服驱动器接收给定惯量参数，驱动第一电机转动，带动伞状变惯量机构与滚柱丝杆滑台产生与给定惯量参数匹配的位移量；惯量测定机构包括第二伺服驱动器和第二电机，第二伺服驱动器用于在该位移量下，控制第二电机以指定加速度运动至指定速度，并且采集第二电机的电流值，并将电流值发送至控制模块；控制模块还用于根据电流值计算惯量加载机构输出的给定惯量，并根据计算的结果通过第一伺服驱动器调整第一电机的位置量，以使给定惯量保持在预先设置的惯量阈值范围内。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述伞状变惯量机构包括阶梯扇叶状惯量体和滑动连接杆，滑动连接杆的一端与阶梯扇叶状惯量体铰接，另一端与伞状变惯量机构支撑座铰接。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述同步带机构包括第一同步带轮和第二同步带轮；第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带连接；第一同步带轮的连接件与第一电子离合器连接，负载自整定模块通过第一电子离合器与惯量加载机构连接；第二同步带轮的连接件与第二电子离合器连接。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述负载输出机构包括第二总线模块、程控电源和制动器；第二总线模块的输入端与控制模块连接，输出端与程控电源连接；程控电源与制动器连接；第二总线模块用于根据给定负载参数控制程控电源的输出电流，以驱动制动器输出与给定负载参数匹配的给定负载；负载测定机构包括第一总线模块，以及与第一总线模块连接的转速转矩传感器；转速转矩传感器与制动器的输出端连接，用于采集制动器输出给定负载时的负载转矩和负载转速，并将负载转矩和负载转速通过第一总线模块发送至控制模块；控制模块还用于根据负载转矩通过第二总线模块调整程控电源的输出电流，以使制动器输出的给定负载保持在预先设置的负载阈值范围内。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述被测关节、转速转矩传感器和制动器依次连接；被测关节与转速转矩传感器之间设置有第一联轴器；转速转矩传感器和制动器之间设置有第二联轴器。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述母线信号采集模块包括第三总线模块，以及与第三总线模块连接的数字功率计；数字功率计用于在被测关节运转时，采集母线信号，并将母线信号通过第三总线模块发送至控制模块，其中，母线信号包括母线电压和母线电流；控制模块还用于根据母线信号计算输入功率，以及根据转速转矩传感器采集的负载转矩和负载转速计算输出功率，根据输入功率和输出功率计算所述系统效率。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述装置还包括与控制模块连接的温度信号采集模块；温度信号采集模块包括温度传感器，温度传感器的温度探头设置在被测关节的内部或者外部，用于采集被测关节的初始温度，以及被测关节运转时的热平衡温度；控制模块还用于获取初始温度和热平衡温度，计算被测关节的温升参数，根据温升参数生成温升性能报告。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述装置还包括总线耦合器；自整定模块、被测关节控制模块、输入输出模块、母线信号采集模块和温度信号采集模块均通过总线耦合器与控制模块连接。第二方面，本专利技术实施例还提供一种机器人关节测试方法，该方法应用于上述第一方面所述的装置，该方法包括：控制模块接收用户输入的启动信号和测试参数，并将启动信号和测试参数发送至自整定模块；其中，测试参数包括给定负载参数和/或给定惯量参数；自整定模块包括负载自整定模块和惯量自整定模块；负载自整定模块通过负载输出机构接收启动信号，提取测试参数中包括的给定负载参数，按照给定负载参数输出给定负载，以及通过负载测定机构调整给定负载，以使给定负载保持在预先设置的负载阈值范围；惯量自整定模块通过惯量加载机构接收启动信号，提取测试参数中包括的给定惯量参数，按照给定惯量参数输出给定惯量，以及通过惯量测定机构调整给定惯量，以使给定惯量保持在预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人关节测试装置，其特征在于，包括：控制模块，以及与所述控制模块连接的自整定模块、被测关节控制模块、输入输出模块和母线信号采集模块；其中，所述自整定模块包括负载自整定模块和惯量自整定模块，所述惯量自整定模块的输出端通过第一电子离合器与所述负载自整定模块连接，所述第一电子离合器与所述输入输出模块连接；所述控制模块用于接收用户输入的启动信号和测试参数，并将所述启动信号和所述测试参数发送至所述输入输出模块和所述自整定模块；其中，所述测试参数包括给定负载参数和/或给定惯量参数；所述输入输出模块用于根据所述启动信号控制所述第一电子离合器的开关状态；所述负载自整定模块包括负载输出机构和负载测定机构，所述负载输出机构用于接收所述启动信号，提取所述测试参数中包括的所述给定负载参数，按照所述给定负载参数输出给定负载；所述负载测定机构用于调整所述给定负载，以使所述给定负载保持在预先设置的负载阈值范围；所述惯量自整定模块包括惯量加载机构和惯量测定机构，所述惯量加载机构与所述惯量测定机构通过第二电子离合器连接，其中，所述第二电子离合器也与所述输入输出模块连接，所述输入输出模块还用于根据所述启动信号控制所述第二电子离合器的开关状态；所述惯量加载机构用于接收所述启动信号，提取所述测试参数中包括的所述给定惯量参数，按照所述给定惯量参数输出给定惯量；所述惯量测定机构用于调整所述给定惯量，以使所述给定惯量保持在预先设置的惯量阈值范围内；所述被测关节控制模块与被测关节连接，用于获取所述启动信号，通过第三伺服驱动器控制所述被测关节在所述给定负载和/或给定惯量下运转；所述母线信号采集模块用于在所述被测关节运转时，采集测试参数，并将所述测试参数发送至所述控制模块；所述控制模块还用于接收所述测试参数，根据所述测试参数生成测试报告，所述测试报告包括所述被测关节的系统效率。...

【技术特征摘要】
1.一种机器人关节测试装置，其特征在于，包括：控制模块，以及与所述控制模块连接的自整定模块、被测关节控制模块、输入输出模块和母线信号采集模块；其中，所述自整定模块包括负载自整定模块和惯量自整定模块，所述惯量自整定模块的输出端通过第一电子离合器与所述负载自整定模块连接，所述第一电子离合器与所述输入输出模块连接；所述控制模块用于接收用户输入的启动信号和测试参数，并将所述启动信号和所述测试参数发送至所述输入输出模块和所述自整定模块；其中，所述测试参数包括给定负载参数和/或给定惯量参数；所述输入输出模块用于根据所述启动信号控制所述第一电子离合器的开关状态；所述负载自整定模块包括负载输出机构和负载测定机构，所述负载输出机构用于接收所述启动信号，提取所述测试参数中包括的所述给定负载参数，按照所述给定负载参数输出给定负载；所述负载测定机构用于调整所述给定负载，以使所述给定负载保持在预先设置的负载阈值范围；所述惯量自整定模块包括惯量加载机构和惯量测定机构，所述惯量加载机构与所述惯量测定机构通过第二电子离合器连接，其中，所述第二电子离合器也与所述输入输出模块连接，所述输入输出模块还用于根据所述启动信号控制所述第二电子离合器的开关状态；所述惯量加载机构用于接收所述启动信号，提取所述测试参数中包括的所述给定惯量参数，按照所述给定惯量参数输出给定惯量；所述惯量测定机构用于调整所述给定惯量，以使所述给定惯量保持在预先设置的惯量阈值范围内；所述被测关节控制模块与被测关节连接，用于获取所述启动信号，通过第三伺服驱动器控制所述被测关节在所述给定负载和/或给定惯量下运转；所述母线信号采集模块用于在所述被测关节运转时，采集测试参数，并将所述测试参数发送至所述控制模块；所述控制模块还用于接收所述测试参数，根据所述测试参数生成测试报告，所述测试报告包括所述被测关节的系统效率。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述惯量加载机构包括依次连接的第一电机、滚柱丝杆滑台和伞状变惯量机构；其中，所述第一电机由第一伺服驱动器驱动，所述伞状变惯量机构通过伞状变惯量机构支撑座与所述滚柱丝杆滑台滑动连接；所述伞状变惯量机构的输出端通过同步带机构与所述惯量测定机构连接；所述第一伺服驱动器接收所述给定惯量参数，驱动所述第一电机转动，带动所述伞状变惯量机构与所述滚柱丝杆滑台产生与所述给定惯量参数匹配的位移量；所述惯量测定机构包括第二伺服驱动器和第二电机，所述第二伺服驱动器用于在所述位移量下，控制所述第二电机以指定加速度运动至指定速度，并且采集所述第二电机的电流值，并将所述电流值发送至所述控制模块；所述控制模块还用于根据所述电流值计算所述惯量加载机构输出的给定惯量，并根据计算的结果通过所述第一伺服驱动器调整所述第一电机的位置量，以使所述给定惯量保持在预先设置的惯量阈值范围内。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述伞状变惯量机构包括阶梯扇叶状惯量体和滑动连接杆，所述滑动连接杆的一端与所述阶梯扇叶状惯量体铰接，另一端与所述伞状变惯量机构支撑座铰接。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述同步带机构包括第一同步带轮和第二同步带轮；所述第一同步带轮和所述第二同步带轮通过同步带连接；所述第一同步带轮的连接件与所述第一电子离合器连接，所述负载自整定模块通过所述第一电子离合器与所述惯量加载机构连接；所述第二同步带轮的连接件与所述第二电子离合器连接。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载输出机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨跞，李羊，周飞，刘保军，
申请(专利权)人：中科新松有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31