力的检测方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及力的检测领域，具体公开了一种力的检测方法和检测装置，该力的检测方法包括：负载检测步骤：由驱动器驱动设置有力传感器的操纵件对操纵对象进行模拟操纵动作，从而由所述力传感器获得进行所述操纵动作所需要的力的负载参数信息；空载检测步骤：在不存在操纵对象的空载状态下，由驱动器驱动所述操纵件进行模拟操纵动作，并由所述力传感器获得进行所述空载状态下的模拟操纵动作所需要的力的空载参数信息。根据本申请的技术方案，通过负载参数信息与空载参数信息的补偿，可得到精确的检测信息，从而消除检测装置自身因素在动态检测过程中对检测结果的干扰。

Testing method and device of force

【技术实现步骤摘要】
力的检测方法和装置
本申请涉及力的检测领域，更具体地说，涉及一种力的检测方法和检测装置。
技术介绍
在工业生产中，为了保证生产的操纵对象能够满足使用需求，在操纵对象出厂前，需要对质量进行严格的把控。其中，由于很多操纵对象在实际应用中都需要处于动态环境，为了操纵对象获得良好的动作力学特性，如开启、锁紧、打开、旋转等，所需的力需要处于合适范围之内，因此对操纵对象进行动态环境下的力的检测尤为重要。例如汽车转向管柱，作为安装在方向盘与转向器之间的连接部件，转向管柱的手柄锁紧与开启的力的大小，能够给驾驶人调节方向盘带来直接的感官影响，因此在完成制造后需要对转向管柱的手柄锁紧与开启时两种动态的力进行精确的测量，以使用户在使用时有良好的用户体验。但是在动态过程中，由于检测装置和被测操纵对象一起运动，从而使检测装置的重力、加速度和其他干扰因素对检测结果产生不利的影响，进而导致检测结果精度有限。为了解决这一问题，传统上通常采用通过改变检测装置的机械结构或者更换检测装置的材质的方式来减小对检测结果的影响，然而这种方式增加了检测装置的设计成本与材料成本，可能会导致检测装置不耐用，减轻检测装置的重量依然不能消除上述干扰因素对检测结果的影响。因此，如何能够消除检测装置自身因素在动态检测过程中对检测过程的干扰，成为本领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提出了一种力的检测方法，以消除检测装置自身因素在动态检测过程中对检测结果的干扰。根据本申请，提出了一种力的检测方法，包括：负载检测步骤：由驱动器驱动设置有力传感器的操纵件对操纵对象进行模拟操纵动作，从而由力传感器获得进行操纵动作所需要的力的负载参数信息；和空载检测步骤：在不存在操纵对象的空载状态下，由驱动器驱动操纵件进行模拟操纵动作，并由力传感器获得进行空载状态下的模拟操纵动作所需要的力的空载参数信息。优选地，空载检测步骤在负载检测步骤之前或之后进行；和/或负载状态下的模拟操纵动作与空载状态下的模拟操纵动作是一致的；和/或空载检测步骤进行多次。优选地，该力的检测方法包括：根据负载参数信息和空载参数信息获得补偿后的力的实际参数信息。优选地，负载参数信息包括力传感器所检测到与时间相关的力的负载状态值；空载参数信息包括力传感器所检测到与时间相关的力的空载状态值；根据负载参数信息和空载参数信息获得补偿后的力的实际参数信息包括将每个时间点处的力的负载状态值减去相同时间点处的力的空载状态值。优选地，操纵件的模拟操纵动作包括平面内的平移或转动，或三维空间内的平移和/或转动。优选地，力传感器通过检测操纵件的形变来获得力的负载参数信息或空载参数信息；和/或驱动器包括伺服电机、伺服机械手、工业机器人的驱动臂。优选地，该检测方法在操纵对象的制造过程中进行。优选地，该检测方法包括对空载检测步骤获得的空载检测信息设置有效时间，在该有效时间过后再次进行空载检测步骤。优选地，操纵对象包括转向管柱，力的负载参数信息或空载参数信息包括惯性力、摩擦力、重力、和弹力中的至少一种。根据本申请的另一方面，还提供了一种力的检测装置，该力的检测装置包括：驱动器，该驱动器用于驱动操纵件进行模拟操作动作；力传感器，该力传感器设置在操纵件上；控制器，该控制器与力传感器电连接，用于获得操纵件进行负载状态下的模拟操纵动作时力传感器所检测的力的负载参数信息，以及用于获得操纵件进行空载状态下的模拟操纵动作时力传感器所检测的力的空载参数信息。优选地，操纵件包括：刚性操纵件，驱动器驱动刚性操纵件进行模拟操作动作时，力传感器通过刚性操纵件的形变测得力的负载参数信息和/或空载参数信息；或组合式操纵件，组合式操纵件包括固定于驱动器的第一部分和用于接触操纵对象的第二部分，第一部分与第二部分之间连接有力传感器。根据本申请的技术方案，除了负载检测步骤之外，还在没有设置操纵对象的空载状态下进行空载检测步骤，由操纵件的力传感器获得进行空载状态下的模拟操纵动作所需要的力的空载参数信息，从而获知包括操纵件的检测装置本身的动态特性作用于力传感器上的分量。因此，通过负载参数信息与空载参数信息的补偿，即可获得更加精确的力的实际参数信息，从而消除检测装置自身参数（如重量、速度、加速度等）在动态检测过程中对检测结果的干扰。本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：图1为根据本申请优选实施方式的力的检测方法的流程图；图2为根据本申请优选实施方式的力的检测装置的示意图。具体实施方式下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。一、力的检测方法如图1所示，根据本申请的力的检测方法，该检测方法包括负载检测步骤：由驱动器驱动设置有力传感器的操纵件对操纵对象进行的模拟操纵动作，从而由力传感器获得进行操纵动作所需要的力的负载参数信息；和空载检测步骤：在不存在操纵对象的空载状态下，由驱动器驱动所述操纵件进行模拟操纵动作，并由所述力传感器获得进行所述空载状态下的模拟操纵动作所需要的力的空载参数信息。传统上，为了避免动态检测过程中检测装置自身因素对检测结果的干扰，大都通过改变检测装置的材质或结构以减小干扰程度。但无论如何，检测装置自身在动态检测过程中所带来的干扰因素依然存在。而在本申请的技术方案中，如图1和图2所示，为了能够消除检测装置自身在动态过程中对检测结果的干扰，除了负载检测步骤外，还包括空载检测步骤，以获得检测装置自身的动态参数信息，进而能够排除检测装置本身的干扰。在下文中将分别从“负载检测步骤”、“空载检测步骤”、“延伸应用”等方面展开论述。（1）负载检测步骤在负载检测步骤中，由驱动器驱动设置有力传感器的操纵件对操纵对象进行模拟操纵动作，从而由所述力传感器获得进行所述操纵动作所需要的力的负载参数信息。也就是说，驱动器带动操纵件进行模拟操纵动作（例如，可以模拟人在实际使用时的操纵动作），以实现对操纵对象（如汽车车门、转向管柱等）的操纵（如锁紧、释放、打开、关闭等）。在这个动态检测过程中，通过设置在操纵件上的力传感器能获得进行模拟操纵动作所需要的力的负载参数信息，如锁紧或打开需要多大的力或力矩。但需要注意的是，在负载检测步骤中，由于操纵对象的操纵是由驱动器带动操纵件来实现的，因此在驱动器带动操纵件的动态动作过程中，必然会由于驱动器和/或操纵件的弹力、重量、速度、惯性力等自身因素而产生作用于力传感器的分量，从而导致对检测结果的干扰。驱动器可以包括伺服电机、伺服机械手、工业机器人的驱动臂等。而对于操纵动作需求较为单一的操纵对象，例如只需简单的推、拉、提、放等动作即可满足工作需要的，也可使用如电机、油缸、气缸等作为线型驱动器。操纵件可以包括刚体操纵件或组件型操纵件。其中，刚体操纵件根据所需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.力的检测方法，该检测方法包括：/n负载检测步骤：由驱动器驱动设置有力传感器的操纵件对操纵对象进行模拟操纵动作，从而由所述力传感器获得进行所述操纵动作所需要的力的负载参数信息；和/n空载检测步骤：在不存在操纵对象的空载状态下，由驱动器驱动所述操纵件进行模拟操纵动作，并由所述力传感器获得进行所述空载状态下的模拟操纵动作所需要的力的空载参数信息。/n

【技术特征摘要】
1.力的检测方法，该检测方法包括：
负载检测步骤：由驱动器驱动设置有力传感器的操纵件对操纵对象进行模拟操纵动作，从而由所述力传感器获得进行所述操纵动作所需要的力的负载参数信息；和
空载检测步骤：在不存在操纵对象的空载状态下，由驱动器驱动所述操纵件进行模拟操纵动作，并由所述力传感器获得进行所述空载状态下的模拟操纵动作所需要的力的空载参数信息。


2.根据权利要求1所述的力的检测方法，其中，所述空载检测步骤在所述负载检测步骤之前或之后进行；和/或
所述负载状态下的模拟操纵动作与所述空载状态下的模拟操纵动作是一致的；和/或
所述空载检测步骤进行多次。


3.根据权利要求1所述的力的检测方法，其中，该力的检测方法包括：根据所述负载参数信息和空载参数信息获得补偿后的力的实际参数信息。


4.根据权利要求3所述的力的检测方法，其中，
所述负载参数信息包括所述力传感器所检测到与时间相关的力的负载状态值；
所述空载参数信息包括所述力传感器所检测到与时间相关的力的空载状态值；
根据所述负载参数信息和空载参数信息获得补偿后的力的实际参数信息包括将每个时间点处的所述力的负载状态值减去相同时间点处的所述力的空载状态值。


5.根据权利要求1所述的力的检测方法，其中，所述操纵件的模拟操纵动作包括平面内的平移或转动，或三维空间内的平移和/或转动。


6.根据权利要求5所述的力的检测的方法，其中，
所述力传感器通过检测所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍综斌，蔡明元，戴磊，
申请(专利权)人：南京泰普森自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32