本发明专利技术公开了一种机械手抓持性能测试装置及方法，包括装置主体，包括抓持组件、设置于抓持组件一侧的传感器组件，以及设置于抓持组件一侧的采集控制组件。本发明专利技术的有益效果为通过设置抓持组件和传感器组件相配合，获取机械手的抓持效率、抓持强度、防滑性、抓取周期参数，有助于机械手的设计、优化与横向比较，所测试的机械手范围广，实现对不同驱动方式机械手的指尖捏取和抓握等常见抓持方式进行性能测试，实现对刚性、柔性和软性手指的两指或多指机械手的性能测试，提高了设备利用率。提高了设备利用率。提高了设备利用率。
【技术实现步骤摘要】
一种机械手抓持性能测试装置及方法
[0001]本专利技术涉及机械手抓持
，特别是一种机械手抓持性能测试装置及方法。
技术介绍
[0002]随着机械手的设计多样化，越来越需要一个统一的框架来评价它们各自的性能，来为研究人员和开发人员提供硬件和软件开发上的支持。同时在评估机械手的能力时，性能测试应该与机械臂和感知系统等其他系统组件无关。尽管可以直接从机械手获取性能指标的数据并得出定义的指标，但这些测量将基于被测系统的固有属性。因此，必须开发独立的测量系统来支持测试，以允许不同机械手之间的性能比较。
[0003]抓持效率是衡量手在面对不断增加的外力干扰时调节适当的抓持力抓持物体的能力，目的时为了最终使机械手在抓取物体过程中所产生的滑动最小化和所做的总功最小化，以此实现最小力稳定抓持，这对一些易碎、易损、易变形类物体的抓取尤为重要。抓持强度是对机器人手能够施加在物体上的最大力的一种力学度量。这种度量方法将得到机械手抓持各种物体时的有效稳态抓持力。抓取周期是机械手从已知的抓取前状态实现完全闭合，再返回到抓取前状态所需的最短时间。该性能指标是影响机械手的抓取效率的关键因素之一。防滑性是机械手抓持性能中的另一重要指标，它是机器手防滑能力的动力学度量。该指标是测量在一个可控拉力下，机械手与PVC管之间发生显著滑动时的最大拉力，其重点是研究机械手手指的固有表面摩擦特性。当手指与被抓物之间产生的摩擦力越大时，手指的防滑性就越好，并且通常会提高机械手抓取效率。专利CN 205607668 U提供了一种机械手测试平台，主要解决现有机械手在运行过程中重复性和可靠性低的问题。
[0004]专利CN 114838659 A公开了一种机械手测试装置，同时提出了一种机械手测试、标定方法。该专利结合视觉采集模块及其方法解决了机械手人工校准测试的效率低、准确度差、一致性差的问题。
[0005]专利CN 213274879 U专利技术了一种软体机械手扭矩测试装置，采用第一伞齿轮将输出扭矩分流成两组相同的扭矩参数独立进行测试，既减少了安装误差带来的影响，也避免了只有单个输出扭矩传感器测试而带来的误差。
[0006]专利CN 112536823 A公开了一种用于柔性机械手抓取寿命测试装置，可实现对柔性机械手的抓取寿命测试。
[0007]专利CN 114260943 A公开了一种写入有计算机软件的机器人测试装置，通过将弧形块进行多次变形，从而测试机械手抓取不同结构的物品性能。通过采用晃动抓取测试结构解决了不能对机械手测试抓取力的问题，但并不能直接准确测试出机械手抓取力的具体数值。
[0008]以上文献只是针对机械手重复定位精度、扭矩、使用寿命、抓持稳定性这些性能进行的测试，当前并没有相关文献和专利有直接针对机械手(手爪)的抓持效率、抓持强度、抓取周期和防滑性参数进行测试的研究。
技术实现思路
[0009]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0010]鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0011]因此，本专利技术的目的是提供一种机械手抓持性能测试装置，其能够有助于机械手的标准化测试、以便比较不同设计的机械手之间的性能差别。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种机械手抓持性能测试装置，其包括装置主体，包括抓持组件、设置于抓持组件一侧的传感器组件，以及设置于抓持组件一侧的采集控制组件。
[0013]作为本专利技术机械手抓持性能测试装置的一种优选方案，其中：抓持组件包括测试台、设置于测试台顶部的台钳、设置于台钳顶部的气动执行器、设置于气动执行器顶部的软性手指、设置于软性手指顶部的圆柱体外壳、设置于圆柱体外壳内部的六轴力传感器、设置于圆柱体外壳一侧的拉线，以及设置于拉线中部的弹簧。
[0014]作为本专利技术机械手抓持性能测试装置的一种优选方案，其中：传感器组件包括线性平台、与线性平台顶部连接的调整件、设置于调整件一侧的滑块、与调整件一侧连接的S型拉力传感器，以及与S型拉力传感器一侧固定连接的拉环。
[0015]作为本专利技术机械手抓持性能测试装置的一种优选方案，其中：采集控制组件包括线性模组控制柜、设置于线性模组控制柜一侧的空压机、与空压机一侧连接的减压阀、设置于空压机顶部的力数据采集卡、设置于力数据采集卡一侧的24V变压器、设置于变压器一侧的上位机，以及设置于线性平台顶部的机械手控制件。
[0016]一种机械手抓持性能测试方法，其包括：S1：打开空压机，设定适当压力；S2：用拉线将软性手指中的六轴力传感器、弹簧、S型拉力传感器依次连接，将圆柱体外壳粘贴PVC管X；S3：使用机械手控制件控制软性手指打开，然后将粘贴有PVC管X的圆柱体外壳与六轴力传感器装配好，以合适的放置方式放置在软性手指的待夹持区域；S4：控制软性手指用能稳定抓持圆柱体外壳的最小抓持力去抓持圆柱体外壳的最适抓持位置，同时在抓持后应及时在粘贴PVC管的圆柱体外壳最适当的夹持位置做好标记，便于进行重复多次夹持，减小误差；S5：打开S型拉力传感器、六轴力传感器测力分析软件和线性模组控制柜软件并各自调试、校准调零；S6：执行相应的线性驱动平台控制程序，控制线性平台匀速拉着圆柱体外壳运动，并记录整个线性平台运行过程中的物体所受拉力和抓持力；S7：当粘贴PVC管的圆柱体外壳和软性手指出现明显滑动时，停止线性平台、力分析采集软件的运行；S8：控制线性平台回到起始零点位置S9：选取线性平台运行中的多个时间点所对应的拉力和抓持力，利用机械手抓持效率公式计算抓持效率；S10：多次重复步骤S3～S9，求取线性平台运行同一时间点下的抓持效率。
[0017]作为本专利技术机械手抓持性能测试装置的一种优选方案，其中：步骤S1中：所设定输出压力应保证在气动执行器的额定压力之内，根据日常使用过程中所需要的压力或需要研究的某一压力值来设定。
[0018]作为本专利技术机械手抓持性能测试装置的一种优选方案，其中：步骤S2中：弹簧应放置在S型拉力传感器与粘贴有PVC管的圆柱体外壳的中间，拉线的长度应保证在测试初始位
置下松弛。
[0019]作为本专利技术机械手抓持性能测试装置的一种优选方案，其中：放置方式应保证六轴力传感器测力位置与软性手指的主要夹持方向一致。
[0020]作为本专利技术机械手抓持性能测试装置的一种优选方案，其中：应用对象为具有感知滑动或摩擦力的能力类型的机械手，并能够调整软性手指的抓持力F
g
使其随着干扰外力F
p
的增加而增加。
[0021]作为本专利技术机械手抓持性能测试装置的一种优选方案，其中：软性手指抓持效率定义为某一时刻被抓物所受的外部干扰力与软性手指对物体的抓持力的比值
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术通过抓持组件和传感器组件相配合，获取机械本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械手抓持性能测试装置，其特征在于：包括，装置主体(100)，包括抓持组件(101)、设置于所述抓持组件(101)一侧的传感器组件(102)，以及设置于所述抓持组件(101)一侧的采集控制组件(103)。2.如权利要求1所述的机械手抓持性能测试装置，其特征在于：所述抓持组件(101)包括测试台(101a)、设置于所述测试台(101a)顶部的台钳(101b)、设置于所述台钳(101b)顶部的气动执行器(101c)、设置于所述气动执行器(101c)顶部的软性手指(101d)、设置于所述软性手指(101d)顶部的圆柱体外壳(101e)、设置于所述圆柱体外壳(101e)内部的六轴力传感器(101f)、设置于所述圆柱体外壳(101e)一侧的拉线(101g)，以及设置于所述拉线(101g)中部的弹簧(101h)。3.如权利要求2所述的机械手抓持性能测试装置，其特征在于：所述传感器组件(102)包括线性平台(102a)、与所述线性平台(102a)顶部连接的调整件(102b)、设置于所述调整件(102b)一侧的滑块(102c)、与所述调整件(102b)一侧连接的S型拉力传感器(102d)，以及与所述S型拉力传感器(102d)一侧固定连接的拉环(102e)。4.如权利要求2或3所述的机械手抓持性能测试装置，其特征在于：所述采集控制组件(103)包括线性模组控制柜(103a)、设置于所述线性模组控制柜(103a)一侧的空压机(103b)、与所述空压机(103b)一侧连接的减压阀(103c)、设置于所述空压机(103b)顶部的力数据采集卡(103d)、设置于所述力数据采集卡(103d)一侧的24V变压器(103e)、设置于所述变压器(103e)一侧的上位机(103f)，以及设置于所述线性平台(102a)顶部的机械手控制件(103g)。5.一种机械手抓持性能测试方法，其特征在于：包括权利要求1～4任一所述的机械手抓持性能测试装置；以及，S1：打开所述空压机(103b)，设定适当压力；S2：用所述拉线(101g)将所述软性手指(101d)中的所述六轴力传感器(101f)、所述弹簧(101h)、所述S型拉力传感器(102d)依次连接，将所述圆柱体外壳(101e)粘贴PVC管(X)；S3：使用所述机械手控制件(103g)控制所述软性手指(101d)打开，然后将粘贴有所述PVC管(X)的所述圆柱体外壳(101e)与所述六轴力传感器(101f)装配好，以合...
【专利技术属性】
技术研发人员：单晓微，徐礼涛，李雪菲，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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