[发明专利]负载模拟测试设备、负载模拟测试方法和控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种负载模拟测试设备及负载模拟测试方法。

背景技术

在当代社会中，电机的应用范围越来越广，由电机作为驱动源的机械设备比比皆是，比如采用电气驱动的工业机器人。这类工业机器人利用电机直接或通过机械传动装置来驱动执行机构进行工作，其所用能源简单，执行机构的工作速度变化范围大、效率高、且定位精度高，具有使用方便、噪声低和操作灵活的特点，因而在市场上占据了主导地位。

这种由电气驱动的工业机器人，由电机和电机驱动器组成的驱动机构的特性很大程度上决定了工业机器人的操作速度和操作位置精度等工作性能。驱动机构的特性可通过调节其控制参数来进行调整，但同时驱动机构的特性又与其所带负载特性有关。即，在不同的负载特性下，驱动机构需选择不同的控制参数才能获得比较好的特性。因此，为使工业机器人获得较好的控制性能，需要对工业机器人驱动机构控制参数进行反复调试。

常规调试方法是将驱动机构安装到机器人的机械本体上，然后调节电机驱动器的控制参数，直到性能满意为止。本发明人在研究中发现，这种方法一旦控制参数选择不合适，将很可能会对工业机器人的机械本体造成冲击和损伤。

现有一种技术是通过使用负载模拟测试台来进行参数调试。请参阅图1，图1是现有技术的负载模拟测试台的结构示意图。所述负载模拟测试台由电机、待调试电机驱动器、传感器、制动器、控制器等构成。所述电机、传感器、制动器依次连接设置，所述控制器与所述传感器连接用于接收所述传感器的感测信号，所述控制器与所述制动器连接用于控制所述制动器工作，所述电机与所述待调试电机驱动器连接。这种测试台中，所述控制器通过对所述制动器进行控制来调节其输出制动力矩的大小，从而模拟不同力矩的负载，对应调节待调试电机驱动器的参数来实现对所述电机的驱动。

但是，由于工业机器人需要在三维空间中完成复杂的运动控制，因而被设计成多轴结构。随着工业机器人运动姿态的变化，每一单轴的转动惯量和力矩将发生很大变化，即工业机器人负载具有变转动惯量特性。同时，由于工业机器人每个轴的功能定位不同，不同轴的转动惯量和力矩变化范围不相同的，即工业机器人的实际负载具有多轴异性。因此，这种设计的负载模拟测试台的转动惯量是固定不变的，只能模拟机器人某一个轴的负载特性，而不能模拟机器人多轴负载特性，

另外，本发明人在研究中也发现，这种设计的负载模拟测试台中，所述电机对所述制动器进行驱动时，所述电机需要使用较大功率进行驱动，使用不便，对于小功率电机兼容性不好。

现有的另一种技术是在传感器后设置一减速器，该专利的方案中通过设置在传动轴中部的减速器调节待测电机作用到负载模拟装置的转速比，增大扭矩，使得待测电机可以驱动制动器进行测是，但是，本发明人在研究中也发现，这种设计的方案在对机器人的各个的电机进行测试时，为了适应不同的电机，需要更换减速器，而减速器设置在传动轴中部，每次拆装十分不便。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题提供负载模拟测试设备、负载模拟测试方法和控制装置，在连续对多个电机进行测试时，大大提高测试效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种负载模拟测试设备，所述负载模拟测试设备包括：负载调节装置和及控制装置，所述负载调节装置包括用于连接待测电机输出轴的传动轴；所述控制装置连接所述负载调节装置，所述控制装置控制所述负载调节装置进行负载调节；所述负载模拟测试设备还包括第一变速装置，所述第一变速装置设置在所述负载调节装置传动轴连接待测电机输出轴一端，用于改变所述待测电机输出轴与负载调节装置传动轴之间的转速比。

作为所述负载模拟测试设备的进一步改进，所述负载模拟测试设备还包括传感装置，所述传感装置用于感测所述传动轴的运动状态信息，所述控制装置还与传感装置连接，用于接收传感装置的反馈的感测信号。

作为所述负载模拟测试设备的进一步改进，所述第一变速装置为多档可调变速装置。

作为所述负载模拟测试设备的进一步改进，所述传动轴包括分离的第一传动单元和第二传动单元，所述传感器用于感测所述第一传动单元上的运动状态信息，所述第一传动单元和第二传动单元之间设置第二变速装置，用于改变所述第一传动单元与第二传动单元之间的转速比。

作为所述负载模拟测试设备的进一步改进，所述第二变速装置为减速器。

作为所述负载模拟测试设备的进一步改进，所述负载调节装置包括用于调节所述第二传动单元的转动力矩的制动器单元，所述控制装置与所述制动器单元连接并对应控制所述制动器单元工作。