[发明专利]一种机器人拖动示教性能测试系统及测试方法

说明书

本发明提供了一种机器人拖动示教性能测试系统，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。本发明的另一个技术方案是提供了一种上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。本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的机器人拖动示教性能测试系统实现的复现精度测试方法，用于测试机器人的拖动示教复现性能。

技术领域

本发明涉及一种机器人拖动示教性能测试系统及测试方法，属于机器人检测技术领域。

背景技术

机器人在拖动示教时，由于不同的控制策略(力控算法、零力控制、摩擦力计算等等)，在启动阶段会造成不同的启动力，比如启动力的幅值、抖动、稳定性等；在稳定运行阶段，会造成不同的拖动力，比如拖动力的幅值、抖动等，这些参数对于拖动示教的性能影响较大。

机器人在拖动示教时，如果控制策略(零力控制、摩擦力等等)设计不够合理，在笛卡尔坐标系下的拖动示教运动会出现示教轨迹与目标轨迹存在偏差；如果被测样品的轨迹复现算法(差值算法、奇点控制等等)设计不完善，示教轨迹与复现轨迹会存在偏差。

发明内容

本发明的目的是：提供一种对机器人控制策略以及轨迹复现算法进行测试的系统以及基于该系统实现的测试方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种机器人拖动示教性能测试系统，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。

优选地，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。

优选地，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

本发明的另一个技术方案是提供了一种上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：