[发明专利]一种基于蜗轮蜗杆的压力传感器标定实验装置

说明书

本发明属于传感器标定技术领域，并公开了一种基于蜗轮蜗杆的压力传感器标定实验装置，可实现对压力传感器的快速标定。压力传感器粘附在电子秤的中心位置，利用直线导轨和滑块配合的传动方式抵消滑动摩擦，利用蜗轮蜗杆驱动丝杠调节T型调节台和压力触头的高度。本发明还可以通过增加蜗杆构成两级蜗轮蜗杆机构，其具有快调节和微调节两种调节机制。本发明在对压力传感器进行标定前需要对标定装置进行调零，在完成初始调零后，还可以对调零精度进行自我校正。基于本发明搭建压力传感器标定实验系统，该系统能够输出压力传感器的曲线拟合表达式，完成对压力传感器的最终标定。本发明降低了传感器标定的周期和成本，能够满足科学研究的及时性要求。

技术领域

本发明属于传感器标定技术领域，尤其涉及一种基于蜗轮蜗杆的压力传感器标定实验装置的结构设计。

背景技术

仿人机械灵巧手是一种模仿人手的外观、结构和抓取功能而设计的具有多手指、多自由度的机器人末端执行器，是机器人系统中非常重要的组成部分，该类机械手运动灵活并且具有良好的感知能力，能够实现人手的灵活运动和稳定抓握等功能，可以完成各种复杂任务及对各种对象的精确操作。

机器人灵巧手由机械系统、传感系统、驱动系统、控制系统等部分构成，其中，传感系统是灵巧手感知外部环境的重要信息来源，具有不可替代的作用。为了完成对物体的抓取和操作任务，通常需要多个手指进行协调配合，而协调配合的必要条件是机器人灵巧手本身能够获取足够的环境信息。

虽然机器人可以通过其他知觉形式（如视觉）来协助操作，但是触觉传感器能够提供接触目标更多的物理信息（如硬度、温度等）。触觉传感器是机器人灵巧手获取环境信息的一种直接媒介，不仅能够检测灵巧手与接触目标的接触力、接触位置等信息，还可以通过检测接触目标的物理信息对接触目标进行分类从而实现目标识别。因此，触觉传感器对提高灵巧手的精细抓取操作能力和智能化水平具有重要意义。

压力传感器是机器人灵巧手广泛使用的一类重要的触觉传感器，可以检测机器人灵巧手实现稳定抓持所必须的力信息，而压力传感器的标定精度是影响其采样数据精度的重要因素。通过查阅公开的文献和专利，发现鲜有针对机器人灵巧手压力传感器标定而设计的简单有效的实验装置。哈尔滨工业大学的博士论文《操作感知一体化灵巧假手机构及滑动控制的研究》提及一种借助第三方的六维力传感器来辅助标定的技术方案，但是多维力传感器通常价格昂贵，动辄上万元，导致该方案成本高，且制作周期长，不利于推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于蜗轮蜗杆的压力传感器标定实验装置，能够实现对压力传感器的精准标定，解决了现有技术中实验装置成本高、制作周期长的问题。此外，本发明结构简单，操作简便，适于实际使用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：

本发明设计的一种基于蜗轮蜗杆的压力传感器标定实验装置，包括电子秤、压力传感器、标定装置、砝码，其特征在于：

所述电子秤置于标定装置的基座上，所述压力传感器粘附在电子秤的中心位置，所述标定装置包括：基座，直线导轨，滑块，T型调节台，压力触头，上滑台，载物台，顶盖，蜗轮蜗杆组件，角架。

所述基座为长方形构件，四个顶角做圆角处理，设置有3组角架的定位孔。

所述直线导轨包括第一直线导轨、第二直线导轨、第三直线导轨，直线导轨的下端通过角架固定于基座，上端通过角架固定于顶盖。

所述滑块包括第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块、第五滑块，第一滑块、第二滑块、第三滑块分别连接T型调节台的三个端面，第四滑块、第五滑块分别连接上滑台的两个端面。

所述T型调节台通过第一滑块、第二滑块、第三滑块与直线导轨连接，设置有压力触头杆的通孔和丝杠的定位孔。