[发明专利]一种机器人关节力矩标定试验装置

说明书

本发明公开了一种机器人关节力矩标定试验装置，包括设于机器人关节两端的力矩校准传感器和被动加载装置，还包括用于固定上述装置和机器人关节的固定装置；所述被动加载装置包括卸荷轴、联轴器、杠杆减速器以及制动器，所述制动器的输出轴连接杠杆减速器输入孔，杠杆减速器的输出轴连接联轴器输入孔，所述卸荷轴一端连接机器人关节，一端伸入联轴器。本发明的力矩传感器与关节的输入力矩是直接对等的，即1：1直接测量的，负载阻尼的波动并不影响装置的测量精度，因此有更高的测量精度；本发明有效地利用了减速器的增力原理，用小阻尼实现大扭矩的测量，有利于减小设备的体积和重量。

技术领域

本发明涉及一种试验装置，尤其涉及一种机器人关节力矩标定试验装置。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，协作型机器人和人机交互技术成为机器人领域的研究热点，机器人关节输出力矩的精确测量是协作机器人的技术关键。目前，绝大部分的协作型机器人依靠测量机器人关节电机电流的方法进行力矩测量，测量精度和灵敏度均很低。也有很多对机器人力觉要求较高的场合采用力矩传感器的方法实现精密力矩的测量，但该方案要求每个机器人关节都必须加装一个力矩传感器，这不仅增加了协作型机器人的复杂度，模块化关节力矩传感器的柔性额外变形也降低了机器人的运动精确度。

目前机器人关节多采用了谐波减速器，很多人都从理论和实践上研究在谐波柔轮上内嵌力矩传感器，针对目前模块化关节力矩传感器存在的弊端进行改进，将力矩测量的应变片集成至谐波减速器中，使传统的谐波减速器具有直接的力矩测量能力，这种方法灵敏、准确、动态特性好，优点很多，是未来的发展方向。但针对机器人关节谐波减速器内嵌力矩传感器的标定测试台，还没有很好的方法。传统的力矩传感器标定平台采用手动力矩加载方式，存在加载效率低，输入力矩不稳定的缺点。因此，亟需一种具有稳定加载，高度集成，可靠性高的机器人关节谐波减速器内嵌力矩传感器的标定测试台。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种测试精准、适用范围广的机器人关节力矩标定试验装置。

技术方案：本发明的机器人关节力矩标定试验装置，包括设于机器人关节两端的力矩校准传感器和被动加载装置，还包括用于固定被动加载装置、力矩校准传感器和机器人关节的固定装置；所述被动加载装置包括卸荷轴、联轴器、杠杆减速器以及制动器，所述制动器的制动器输出轴连接杠杆减速器输入孔，杠杆减速器的减速器输出轴连接联轴器输入孔，所述卸荷轴一端连接机器人关节，一端伸入联轴器；所述力矩校准传感器、卸荷轴、联轴器、制动器输出轴以及减速器输出轴的中轴线与机器人关节的中轴线在同一直线上。

所述固定装置包括底座和垂直于底座的支架，支架设有多个，分别固定被动加载装置和力矩校准传感器。

所述机器人关节与力矩校准传感器之间设有传感器法兰。

所述卸荷轴和支架之间还设有轴承。

所述卸荷轴与机器人关节之间设有输出法兰。

所述固定装置包括固定机器人关节非待测端的固定座。

所述力矩校准传感器与支架之间设有铜套，铜套与传感器法兰固定连接。

所述传感器法兰与机器人关节之间设有安装法兰，所述安装法兰为可拆卸结构。

所述底座与支架为可拆卸式连接。

所述制动器采用电控被动阻尼器。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

本发明的力矩传感器与关节的输入力矩是直接对等的，即1：1直接测量的，负载阻尼的波动并不影响装置的测量精度，因此有更高的测量精度；本发明有效地利用了减速器的增力原理，用小阻尼实现大扭矩的测量，有利于减小设备的体积和重量；由于制动器采用电可控阻尼器，本发明可以实现动态加载，从而实现机器人关节动态性能的测量。

附图说明