[实用新型]一种模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置，包括工作台面、输入伺服电机、行星齿轮减速器、第一联轴器、动态扭矩传感器、第二联轴器、角度传感器、双轴承座、变惯量杆臂、第三联轴器、转轴、质量滑块、定位螺栓、磁滞测功机、第一支撑底座、第二支撑底座和第三支撑底座，输入伺服电机的输出轴依次连接沿一条直线依次分布的行星齿轮减速器、第一联轴器、动态扭矩传感器、第二联轴器、角度传感器、转轴、第三联轴器和磁滞测功机；本实用新型综合了惯性静态变化，既可以变化惯量也可以变化负载，负载控制系统能够满足多种复杂负载的情况，能够简要的模拟关节运动状况。

技术领域

本实用新型涉及关节伺服控制系统测试领域，涉及变负载变惯量的实验装置领域，更具体的说，尤其涉及一种模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置。

背景技术

目前直接在工业机器人关节上进行伺服电机控制算法的实验需要攻克诸多技术难点，对于个体研究工业机器人机械部分造价昂贵，因此研究多局限于软件仿真阶段，半仿真阶段。为了有效的实验来对控制算法进行评价，模拟机器人关节工况是关节，主要是一个变负载和变惯量的过程。

现有的负载模拟装置一般采用的加载方式为机械加载、电磁加载和电机加载、惯量模拟加载装置等。机械加载主要优点是工作可靠，结构简单，缺点是不能实现连续变化的载荷谱，且不能在运转中加载或调整载荷，且拆装不方便。电机加载设备目前主要采用直流电机或力矩电机，直流电机作为加载元件存在电枢电流大，功率损失大，由于换向器的存在，对提供“正、反转的力矩”不便。惯量模拟加载装置多采用惯量盘等，通过调节惯量盘尺寸和质量实现改变惯量的目的，因惯量盘安装同轴度等问题，造成一定的实验难度。

针对上述加载和变惯量的方式存在的问题，设计了通过改变质量滑块的相对位置来改变惯量，无需考虑同轴度问题，同时使用磁滞测功机，来实现连续变化的负载。

实用新型内容

本发明的目的在于解决现有负载模拟装置，变惯量过程拆装困难，负载变化不具实时性和同一装置同时不具备变负载和变惯量功能等缺陷，提出了一种能够模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置，能够综合惯性静态变化，负载加载实时变化，简要模拟工业机器人关节运动工况。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置，包括工作台面、输入伺服电机、行星齿轮减速器、第一联轴器、动态扭矩传感器、第二联轴器、角度传感器、双轴承座、变惯量杆臂、第三联轴器、转轴、质量滑块、定位螺栓、磁滞测功机、第一支撑底座、第二支撑底座和第三支撑底座，所述输入伺服电机和行星齿轮减速器均固定在第三支撑底座上，输入伺服电机的输出轴依次连接沿一条直线依次分布的行星齿轮减速器、第一联轴器、动态扭矩传感器、第二联轴器、角度传感器、转轴、第三联轴器和磁滞测功机，所述动态扭矩传感器固定在所述第二支撑底座上，所述转轴通过双轴承座支撑，双轴承座固定在第一支撑底座上；所述第一支撑底座、第二支撑底座和第三支撑底座均固定在工作台面上；所述变惯量杆臂的一端通过键固定安装在转轴上，变惯量杆臂的轴心线与转轴的轴心线相互垂直，变惯量杆臂上均布有至少三道沿着轴心线方向均匀分布的环形定位槽，质量滑块套装在变惯量杆臂上，所述质量滑块上设置有定位螺孔，定位螺栓穿过质量滑块通过定位螺栓的前端伸入到变惯量杆臂的环形定位槽底部实现质量滑块与变惯量杆臂的位置固定。

进一步的，所述输入伺服电机的输出轴、行星齿轮减速器、第一联轴器、动态扭矩传感器、第二联轴器、角度传感器、转轴、第三联轴器和磁滞测功机的轴心线位于同一条直线上。

进一步的，所述工作台面上设置有条形槽，条形槽位于变惯量杆臂的正下方，条形槽的长度大于变惯量杆臂长度的二倍，条形槽的宽度大于质量滑块的直径。变惯量杆臂带着质量滑块转动时可以自由从条形槽中穿过。

进一步的，所述环形定位槽设置有五道，五道环形定位槽沿着变惯量杆臂的轴向等距离分布。

进一步的，所述输入伺服电机为永磁同步电机。