[发明专利]用于测量工业机器人关节抖动的测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种用于测量工业机器人关节抖动的测量装置，工业机器人包括机座(10)、末端(11)和N个关节(12)；其特征是，测量装置包括分别设于末端和N个关节上的N+1个三向加速度计(13)；所述三向加速度计与PXI控制器电连接，PXI控制器与上位机电连接，N≥2；机座与底座(2)连接，底座下部设有若干个滚轮(21)，底座包括下部减震结构(22)和上部抖动机构(23)；上部抖动机构包括与下部减震结构连接的竖杆(231)，套设于竖杆上的弹簧(232)，通过圆孔与竖杆上部的外周面滑动连接的水平板(233)，与下部减震结构连接的限位竖筒(234)，设于限位竖筒上的用于控制钢珠落到水平板上的钢珠下落机构(235)；机座下表面上设有凹槽(101)，竖杆插入凹槽中，竖杆上端和凹槽顶部之间设有弹性垫(1011)；水平板外侧面与限位竖筒内侧壁滑动连接，机座与水平板固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于测量工业机器人关节抖动的测量装置，其特征是，所述钢珠下落机构包括横向延伸的壳体(2351)，设于壳体左侧的气缸(2352)；气缸的伸缩杆(2353)伸入壳体中，壳体左上部和右下部均设有钢珠过孔(2354)，伸缩杆右端与推板连接。

3.根据权利要求1所述的用于测量工业机器人关节抖动的测量装置，其特征是，所述下部减震结构包括与各个滚轮连接的水平下钢板(221)，设于水平下钢板上表面的水平聚四氟乙烯板(222)，和与水平聚四氟乙烯板上表面连接的水平上钢板(223)。

4.根据权利要求1所述的用于测量工业机器人关节抖动的测量装置，其特征是，机座外侧设有圆环(102)，圆环通过若干个螺钉与水平板固定连接；所述限位竖筒包括圆形围板(2341)和设于圆形围板上端的环形挡板(2342)。

5.根据权利要求4所述的用于测量工业机器人关节抖动的测量装置，其特征是，圆形围板的内侧壁上设有L条竖向滑槽(23411)，水平板的外侧面上设有L个滑块(2331)，各个滑块分别与各条竖向滑槽滑动连接，L≥2。

6.一种基于权利要求1所述的用于测量工业机器人关节抖动的测量装置的测量方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤1，使工业机器人各个关节保持不动，从设定的试验路径的起点开始，工业机器人以设定的速度沿试验路径运行至试验路径的终点后，使工业机器人停止运行若干秒；

然后，工业机器人从设定的试验路径的终点开始，以设定的速度沿试验路径运行至试验路径的起点后，使工业机器人停止运行若干秒，上述过程为1个测试循环；

在工业机器人沿试验路径往复运行的过程中，钢珠下落机构控制若干个钢珠等间隔的落到水平板上；

步骤2，重复步骤1，等到上位机采集了完整的3个测试循环的数据后，使工业机器人停止运行；

步骤3，对于每个三向加速度计，上位机取一个测试循环的FFT信号，进行FFT分析：

将FFT信号以线性幅值谱显示，观察谱图的幅值分布，在幅值分布频率的基础上增加2Hz至3Hz作为高通滤波截止频率，对FFT信号进行高通滤波；对FFT信号进行二次积分，获得抖动信号；

步骤4，对于每个关节的三向加速度计获得的抖动信号，上位机利用峰峰值计算方法，计算抖动信号的最大抖动峰峰值；

步骤5，上位机读取每个测试循环的末端和各个关节点的最大抖动峰峰值，计算得到每个关节抖动对末端抖动的贡献系数。