[发明专利]一种机械手抓持性能测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种机械手抓持性能测试装置及方法，包括装置主体，包括抓持组件、设置于抓持组件一侧的传感器组件，以及设置于抓持组件一侧的采集控制组件。本发明的有益效果为通过设置抓持组件和传感器组件相配合，获取机械手的抓持效率、抓持强度、防滑性、抓取周期参数，有助于机械手的设计、优化与横向比较，所测试的机械手范围广，实现对不同驱动方式机械手的指尖捏取和抓握等常见抓持方式进行性能测试，实现对刚性、柔性和软性手指的两指或多指机械手的性能测试，提高了设备利用率。

技术领域

本发明涉及机械手抓持技术领域，特别是一种机械手抓持性能测试装置及方法。

背景技术

随着机械手的设计多样化，越来越需要一个统一的框架来评价它们各自的性能，来为研究人员和开发人员提供硬件和软件开发上的支持。同时在评估机械手的能力时，性能测试应该与机械臂和感知系统等其他系统组件无关。尽管可以直接从机械手获取性能指标的数据并得出定义的指标，但这些测量将基于被测系统的固有属性。因此，必须开发独立的测量系统来支持测试，以允许不同机械手之间的性能比较。

抓持效率是衡量手在面对不断增加的外力干扰时调节适当的抓持力抓持物体的能力，目的时为了最终使机械手在抓取物体过程中所产生的滑动最小化和所做的总功最小化，以此实现最小力稳定抓持，这对一些易碎、易损、易变形类物体的抓取尤为重要。抓持强度是对机器人手能够施加在物体上的最大力的一种力学度量。这种度量方法将得到机械手抓持各种物体时的有效稳态抓持力。抓取周期是机械手从已知的抓取前状态实现完全闭合，再返回到抓取前状态所需的最短时间。该性能指标是影响机械手的抓取效率的关键因素之一。防滑性是机械手抓持性能中的另一重要指标，它是机器手防滑能力的动力学度量。该指标是测量在一个可控拉力下，机械手与PVC管之间发生显著滑动时的最大拉力，其重点是研究机械手手指的固有表面摩擦特性。当手指与被抓物之间产生的摩擦力越大时，手指的防滑性就越好，并且通常会提高机械手抓取效率。专利CN 205607668 U提供了一种机械手测试平台，主要解决现有机械手在运行过程中重复性和可靠性低的问题。

专利CN 114838659 A公开了一种机械手测试装置，同时提出了一种机械手测试、标定方法。该专利结合视觉采集模块及其方法解决了机械手人工校准测试的效率低、准确度差、一致性差的问题。

专利CN 213274879 U发明了一种软体机械手扭矩测试装置，采用第一伞齿轮将输出扭矩分流成两组相同的扭矩参数独立进行测试，既减少了安装误差带来的影响，也避免了只有单个输出扭矩传感器测试而带来的误差。

专利CN 112536823 A公开了一种用于柔性机械手抓取寿命测试装置，可实现对柔性机械手的抓取寿命测试。

专利CN 114260943 A公开了一种写入有计算机软件的机器人测试装置，通过将弧形块进行多次变形，从而测试机械手抓取不同结构的物品性能。通过采用晃动抓取测试结构解决了不能对机械手测试抓取力的问题，但并不能直接准确测试出机械手抓取力的具体数值。

以上文献只是针对机械手重复定位精度、扭矩、使用寿命、抓持稳定性这些性能进行的测试，当前并没有相关文献和专利有直接针对机械手(手爪)的抓持效率、抓持强度、抓取周期和防滑性参数进行测试的研究。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种机械手抓持性能测试装置，其能够有助于机械手的标准化测试、以便比较不同设计的机械手之间的性能差别。