[发明专利]一种大范围高精度的机器人性能测试装置

说明书

本发明公开一种大范围高精度的机器人性能测试装置，包括3‑SPR并联支架、滑槽支架、可滑动基座、拉绳位移传感器、靶标、拉绳和信息处理面板，3‑SPR并联支架包括上平台、下平台和伸缩电缸，伸缩电缸分别与下平台和上平台通过球铰和转动铰链连接，滑槽支架包括滑槽和中心槽，三条滑槽的头端汇接在中心槽，滑槽的末端固定在上平台，滑槽上各滑动连接一个可滑动基座，其中两个可滑动基座各安装两个拉绳位移传感器，另外一个可滑动基座安装三个，拉绳位移传感器通过拉绳连接靶标，靶标连接被测机构，信息处理面板设于下平台，且连接拉绳位移传感器和伸缩电缸。本案可应用范围广，能精确采集被测机构的运动性能参数，克服现有技术可测试空间小，误差大的缺陷。

技术领域

本发明涉及机构学与机器人学领域，特别涉及一种大范围高精度的机器人性能测试装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，新的产品不断涌现，企业自动化水平也在不断提高，机构与机器人市场的需求越来越大，种类也越来越多。

并联机构是相对于串联机构而言的，是机构学与机器人学的一个重要研究领域，是通过多个分支将运动平台和固定平台连接的闭环机构，它的特点是各个分支链可以同时接受驱动器输入，共同决定运动平台输出。并联机构具有的多闭环空间运动链，其和串联机构相比刚度增大、累计误差减小、运动学性能更好、结构也更加紧凑，一经提出就在工业生产中大显身手并得到了广泛的应用。尤其是为机器人的研究和机床的研究方面提供了新的热点，弥补了串联机构的不足，由于并联机构的结构刚度大，承载能力强，位置精度高等优点，吸引了国内外工程界与学术界的广泛关注，几十年来，人们不断致力于新型并联机构的研发。

目前，我国的机器人类型众多，各厂家技术差异较大，各项性能指标都是由厂家自由选择。不同机器人的行程、速度、轨迹、精度差异较大，对测试设备的要求也各不相同。

目前的测试设备有激光追踪仪、三坐标测量仪等工具。激光追踪仪具有对空间运动进行跟踪的功能，从而满足空间测量的需求，但是在角度计算换算方面会造成一定的误差，远距离会造成误差过大，而且价格昂贵。三坐标测量仪是将被测物体放置在测量仪中间，通过探头以很高精度获取被测物体的运动参数进行测量，但其测量参数范围有受限、易受环境因素影响，且其占地空间特别大。

例如专利201610913686.2公开的一种机器人运动学和动力学模型验证系统及方法，该测试机构采用了六个拉绳位移传感器和转矩传感器，经考证和计算，该数学模型计算繁琐，且六个拉绳位移传感器分布在六边形板上，会导致机器人占地空间过大，不利于安装和搬运。当机械臂处于极限位置时，拉绳位移传感器出口处夹角过小，会影响精度，间接造成测试空间范围小、极限位置误差大等弊端。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有测试技术不足，提供一种大范围高精度的机器人性能测试装置，克服现有的测试设备笨重、成本高昂、测试空间小、极限位置误差大等因素，该测试装置能准确绘制被测机构的运动轨迹，采集被测试机器人的重要运动参数，结构巧妙、测试空间广、可应用范围广。

为了达成上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大范围高精度的机器人性能测试装置，包括3-SPR并联支架、滑槽支架、可滑动基座、拉绳位移传感器、靶标、拉绳和信息处理面板，所述3-SPR并联支架包括上平台、下平台以及三个伸缩电缸，三个伸缩电缸环形均布并连接在上平台与下平台之间，下平台与伸缩电缸通过球铰连接，上平台与伸缩电缸通过转动铰链连接；

所述滑槽支架包括三个水平的长条状滑槽和一个位于中心的中心槽，三条滑槽的头端均匀汇接在中心槽的外壁，三条滑槽的末端固定在上平台上，三条滑槽上各滑动连接一个可滑动基座，其中两个可滑动基座上各安装两个拉绳位移传感器，另外一个可滑动基座上安装三个拉绳位移传感器，拉绳位移传感器通过拉绳连接靶标，靶标连接在被测机构上；

所述信息处理面板设于所述下平台上，信息处理面板连接拉绳位移传感器和伸缩电缸。