机器人全空间刚度测试方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种机器人全空间刚度测试方法及系统，包括：安装于机器人法兰中心的三轴加速度传感器；所述三轴加速度传感器与电脑通过串口连接并接受信号数据；所述电脑通过无线网与机器人控制器连接；所述电脑作为信号处理器，包含信号处理软件。本发明专利技术的机器人全空间刚度测试方法和装置，能够测试机器人的刚度，并对机器人的共振频率进行分析；本装置相比其他测试设备可以采集到机器人全工作空间振动数据；本装置采用的组成元件或设备均可从现有成熟商业产品中选择，在实际中具有良好的可行性。可行性。可行性。

【技术实现步骤摘要】
机器人全空间刚度测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人刚度测试的
，具体地，涉及机器人全空间刚度测试方法及系统。

技术介绍

[0002]随着机器人技术在各行各业中的广泛应用，对机器人的性能要求也越来越高。串联机器人的刚度相对于并联机器人比较低，机器人的共振频率也较高，工作过程中容易激发本体共振。针对机器人进行刚度测试，分析本体共振频率的工作在机器人研发阶段尤为重要。
[0003]在公开号为CN113715058A的专利文献中公开了一种工业机器人连杆刚度测试方法，包括以下步骤：S1：机器人整机侧装；S2：机器人连杆负载计算；S3：机器人测试位姿调整；S4：机器人测试工装安装；S5：负载加载及相对位移记录；S6：连杆刚度计算结果输出，在不拆机的情况下定量获取工业机器人连杆刚度，为保证各连杆单独测试结果的准确性，需测试各个连杆末端相对其连杆坐标系相对位移，借助小型工装辅助测试，测试过程便捷，对实验测试人员要求低，同时测试效率高。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为上述方案无法通过测试刚度计算机器人的共振频率，进而分析机器人的抖动频率，因此，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种机器人全空间刚度测试方法及系统。
[0006]根据本专利技术提供的一种机器人全空间刚度测试方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]步骤S1：在机器人法兰中心安装三轴加速度传感器；
[0008]步骤S2：在机器人工作空间内采样n组点位；
[0009]步骤S3：驱动机器人依次运动到每个点位，采集机器人运行和停止时的加速度信号；
[0010]步骤S4：将加速度信号输入到信号处理器，信号处理器针对三个方向的加速度数据进行快速傅里叶变换。
[0011]优选地，所述步骤S2中采样步骤为：在机器人各个关节的关节限位范围内，等分5组关节角，各个轴的5组关节角组合成5
‑
6个点位，根据机器人安装位置，排除干涉位置后得到n组点位。
[0012]优选地，所述步骤S3中的采样频率为200hz；当机器人稳定停止在每个点位的同时，使用小锤敲击机器人，采集小锤敲击机器人时的加速度信号；n组关节数据输入到机器人控制器，控制器控制机器人依次运动到每个点位；机器人的加速度信号由加速度传感器测得。
[0013]优选地，所述步骤S4中将时域曲线转为频域曲线，分析机器人刚度信息，得到曲线
中频率，记为机器人的抖动频率或者共振频率；加速度型号保存为以采样时间为序列的excle格式数据，将数据导入到信号处理的输入接口。
[0014]优选地，所述步骤S4中的三个方向为加速度传感器的x，y，z方向。
[0015]本专利技术还提供一种机器人全空间刚度测试系统，所述系统包括如下模块：
[0016]模块M1：在机器人法兰中心安装三轴加速度传感器；
[0017]模块M2：在机器人工作空间内采样n组点位；
[0018]模块M3：驱动机器人依次运动到每个点位，采集机器人运行和停止时的加速度信号；
[0019]模块M4：将加速度信号输入到信号处理器，信号处理器针对三个方向的加速度数据进行快速傅里叶变换。
[0020]优选地，所述模块M2中采样步骤为：在机器人各个关节的关节限位范围内，等分5组关节角，各个轴的5组关节角组合成5
‑
6个点位，根据机器人安装位置，排除干涉位置后得到n组点位。
[0021]优选地，所述模块M3中的采样频率为200hz；当机器人稳定停止在每个点位的同时，使用小锤敲击机器人，采集小锤敲击机器人时的加速度信号；n组关节数据输入到机器人控制器，控制器控制机器人依次运动到每个点位；机器人的加速度信号由加速度传感器测得。
[0022]优选地，所述模块M4中将时域曲线转为频域曲线，分析机器人刚度信息，得到曲线中频率，记为机器人的抖动频率或者共振频率；加速度型号保存为以采样时间为序列的excle格式数据，将数据导入到信号处理的输入接口。
[0023]优选地，所述模块M4中的三个方向为加速度传感器的x，y，z方向。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0025]1、本专利技术的机器人全空间刚度测试方法和装置，能够测试机器人的刚度，并对机器人的共振频率进行分析；
[0026]2、本装置相比其他测试设备可以采集到机器人全工作空间振动数据；
[0027]3、本装置采用的组成元件或设备均可从现有成熟商业产品中选择，在实际中具有良好的可行性。
附图说明
[0028]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0029]图1为本专利技术测试装置示意图；
[0030]图2为本专利技术测试方法流程图。
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0032]本专利技术提供一种机器人全空间刚度测试方法及系统，能够有效的测试机器人全工作空间内的刚度，进而计算机器人的共振频率，同时能够分析机器人抖动频率。该装置结构简单，易于搭建，能够自动测试并分析结果。
[0033]本专利技术提供了一种机器人全空间刚度测试装置，包括：安装与机器人法兰中心的三轴加速度传感器；加速度传感器与电脑通过串口连接，接受信号数据；电脑通过无线网与机器人控制器连接；电脑作为信号处理器，包含信号处理软件。
[0034]本专利技术提供一种机器人全空间刚度测试方法，包含以下步骤：步骤S1：机器人法兰中心安装三轴加速度传感器；步骤S2：机器人工作空间内随机采样n组点位，n尽可能大，以保证尽量覆盖机器人全工作空间；机器人各个关节的关节限位范围内，等分5组关节角，各个轴的5组关节角组合成5^6个点位，根据机器人安装位置，排除干涉位置后得到n组点位。步骤S3：机器人依次运动到每个点位，采集机器人运行和停止时的加速度信号，采样频率为200hz，当机器人稳定停止在每个点位的同时，使用小锤敲击机器人，采集小锤敲击机器人时的加速度信号；n组关节数据输入到机器人控制器，控制器控制机器人依次运动到每个点位。机器人的加速度信号由加速度传感器测得。步骤S4：加速度信号输入到信号处理器，信号处理器针对加速度传感器的x，y，z方向的加速度数据进行快速傅里叶变换，将时域曲线转为频域曲线，分析机器人刚度信息，得到曲线中较大的几个频率，记为机器人的抖动频率或者共振频率。加速度型号保存为以采样时间为序列的excle格式数据，将数据导入到信号处理的输入接口。
[0035]本专利技术还提供一种机器人全空间刚度测试系统，所述系统包括如下模块：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人全空间刚度测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：在机器人法兰中心安装三轴加速度传感器；步骤S2：在机器人工作空间内采样n组点位；步骤S3：驱动机器人依次运动到每个点位，采集机器人运行和停止时的加速度信号；步骤S4：将加速度信号输入到信号处理器，信号处理器针对三个方向的加速度数据进行快速傅里叶变换。2.根据权利要求1所述的机器人全空间刚度测试方法，其特征在于，所述步骤S2中采样步骤为：在机器人各个关节的关节限位范围内，等分5组关节角，各个轴的5组关节角组合成5
‑
6个点位，根据机器人安装位置，排除干涉位置后得到n组点位。3.根据权利要求1所述的机器人全空间刚度测试方法，其特征在于，所述步骤S3中的采样频率为200hz；当机器人稳定停止在每个点位的同时，使用小锤敲击机器人，采集小锤敲击机器人时的加速度信号；n组关节数据输入到机器人控制器，控制器控制机器人依次运动到每个点位；机器人的加速度信号由加速度传感器测得。4.根据权利要求1所述的机器人全空间刚度测试方法，其特征在于，所述步骤S4中将时域曲线转为频域曲线，分析机器人刚度信息，得到曲线中频率，记为机器人的抖动频率或者共振频率；加速度型号保存为以采样时间为序列的excle格式数据，将数据导入到信号处理的输入接口。5.根据权利要求1所述的机器人全空间刚度测试方法，其特征在于，所述步骤S4中的三个方向为加速度传感器的x，y，z方向。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永超，郭震，
申请(专利权)人：上海景吾酷租科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：