[发明专利]一种机器人拖动示教性能测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种机器人拖动示教性能测试系统，其特征在于，包括测试软件模块、测试机械臂、被测机械臂、动作捕捉模块、六维力采集模块以及电气模块，其中：

测试软件模块分别与测试机械臂、被测机械臂、动作捕捉模块、六维力采集模块以及电气模块相连；

测试软件模块用于控制拖动过程力测试以及复现精度测试的测试流程，还用于测试过程中的数据显示、测试结果输出和打印；同时，测试软件模块能够对连接的测试机械臂以及被测机械臂进行控制以完成拖动过程力测试以及复现精度测试，并通过采集动作捕捉模块以及六维力采集模块采集测试过程中的数据；

测试机械臂用于拖动被测机械臂沿着既定轨迹进行拖动示教运动，以完成拖动过程力测试和复现精度测试；

被测机械臂，用于不同的测试运动，测试软件模块收集被测机械臂的测试数据后进行结果分析；

动作捕捉模块，测试软件模块通过动作捕捉模块获取被测机械臂在空间中的位置与姿态数据，测试软件模块实时显示获取到的位置与姿态数据的同时对该位置与姿态数据进行算法处理，结合通过六维力采集模块获得的六维力信息计算出测试结果，并将测试结果显示在测试软件模块1的软件界面中；

六维力采集模块，测试软件模块通过六维力采集模块获取被测机械臂在测试过程中末端所受的六维力信息，测试软件模块对六维力信息进行实时图形化显示的同时，对该六维力信息进行算法处理，结合通过动作捕捉模块获得的位置与姿态数据计算出测试结果，并将测试结果显示在测试软件模块的软件界面中；

六维力采集模块、动作捕捉模块、测试机械臂以及被测机械臂与测试软件模块之间通过电气模块实现信号传递，并且测试软件模块通过电气模块实现对测试机械臂以及被测机械臂的电路控制。

2.如权利要求1所述的一种机器人拖动示教性能测试系统，其特征在于，所述测试软件模块通过下位机与所述测试机械臂相连，通过电缆与所述被测机械臂相连，通过交换机与所述动作捕捉模块相连，通过采集盒与所述六维力采集模块相连，通过电缆与所述电气模块相连。

3.如权利要求1所述的一种机器人拖动示教性能测试系统，其特征在于，所述动作捕捉模块包括一组安装在被测机械臂末端的刚体以及动作捕捉软件系统，动作捕捉软件系统实时捕捉被测机械臂运动过程中各刚体的位置坐标，基于各刚体的位置坐标获得被测机械臂在空间中的位置与姿态数据。

4.一种如权利要求1所述的机器人拖动示教性能测试系统实现的过程力测试方法，用于测试拖动示教过程中机器人的力控性能，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：动作捕捉模块标定及初始化，具体包括：

准备用于捕捉被测机械臂运动信息的一组刚体，将刚体安装在被测机械臂的末端；动作捕捉软件系统通过相机实时捕捉各刚体的位置坐标；通过挥动标定杆使得动作捕捉软件系统中每个相机采集的像素点都达到4000以上，从而完成相机坐标系的标定；在动作捕捉软件系统中选取安装的刚体建立模型则完成动作捕捉软件系统的初始化；

步骤2：初始化测试机械臂和六维力采集模块，具体包括：

启动测试机械臂2后使得测试机械臂与测试软件模块进行连接，等待测试软件模块发送控制指令；

将六维力采集模块安装在被测机械臂末端，对六维力采集模块通电后，进行初始值去偏置处理；

步骤3：设定测试参数，该测试参数包括额定负载；

步骤4：拖动过程力测试，具体包括：

根据步骤2中设定测试参数控制测试机械臂进行受试立方体寻找，测试机械臂末端工具中心点运动至上述受试立方体的位置点一，将被测机械臂末端工具中心点也移动至上述位置点一；将测试机械臂与被测机械臂末端固定连接，控制测试机械臂在力位混合控制模式下带动被测机械臂进行直线类型的拖动示教运动，拖动示教轨迹终点为上述受试立方体的位置点二，位置点一及位置点二为基于受试立方体确认的斜面矩形的两个对角顶点；上述拖动示教运动在上述位置点一与上述位置点二间来回执行N次后结束，N≥2；在测试软件模块的软件界面上实时显示被测机械臂受到的拖动力和空间位姿信息。