[发明专利]一种六维力传感器标定装置及其标定方法

权利要求书

1.一种六维力传感器标定装置，其特征在于，包括：

六维力传感器标定单元(1)、旋转单元(2)、滑轨单元(3)、翻转移动单元(4)、移动压力机单元(5)、总体底座单元(6)；

所述旋转单元(2)与所述滑轨单元(3)连接；所述滑轨单元(3)的两端分别与两个所述翻转移动单元(4)连接；所述翻转移动单元(4)和所述移动压力机单元(5)均固定连接在所述总体底座单元(6)上；

所述六维力传感器标定单元(1)与六维力传感器上端进行紧密连接；所述旋转单元(2)与所述六维力传感器的底部进行紧密连接；

所述旋转单元(2)用于控制所述六维力传感器的旋转，所述滑轨单元(3)用于水平移动所述六维力传感器，所述翻转移动单元(4)用于对所述六维力传感器进行上下移动和翻转运动，所述移动压力机单元(5)包括压力机(18)，所述移动压力机单元(5)用于在所述翻转移动单元(4)将所述六维力传感器整体翻转后，使所述压力机(18)与所述六维力传感器一直处于相同的相对位置，实现测量所述六维力传感器六个方向的力和力矩。

2.如权利要求1所述的六维力传感器标定装置，其特征在于，所述六维力传感器标定单元1包括17个标定孔(1-1)，以X轴正方向顺时针排序，分别为K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11、K12、K13、K14、K15、K16、K17；所述六维力传感器标定单元(1)包括圆形部和位于所述圆形部外周的四个凸出部，所述四个凸出部中两两之间的夹角为90度，所述圆形部的圆心是所述K17，以圆心为坐标轴原点建立三维坐标轴，所述K1、K2、K3、K4位于X轴正向，所述K5、K6、K7、K8位于Y轴正向，所述K9、K10、K11、K12位于X轴负向，所述K13、K14、K15、K16位于Y轴负向；所述K1、K5、K9、K13均位于所述四个凸出部的上表面，所述K3、K7、K11、K15分别位于所述四个凸出部的前面，所述K2、K6、K10、K14分别位于所述四个凸出部的右侧面，所述K4、K8、K12、K16分别位于所述四个凸出部的左侧面；

所述六维力传感器标定装置还包括电气控制系统，所述电气控制系统包括人机界面、工控机、伺服控制器，所述人机界面和所述工控机作为上位机，监控位移、角度和力信号；

在标定时采集所述六维力传感器的位置变化信号，并将所述位置变化信号传递给所述伺服控制器和所述上位机，所述上位机将反馈信号与所需位移进行比较，并用比较后的差值进行控制，形成闭环位移反馈控制系统，并根据标定的力/力矩控制所述压力机(18)对所述六维力传感器标定单元(1)的对应标定孔(1-1)进行操作，并进行信号采集，最终实时控制压力的大小；通过对所述六维力传感器信号的采集、放大、处理，并将测量的数据传递至所述上位机，进行显示并记录。

3.如权利要求2所述的六维力传感器标定装置，其特征在于，所述旋转单元(2)包括传动模块(7)、连接模块(8)、支撑存放模块(9)和被动转动模块(10)；

所述传动模块(7)包括第一伺服电机(7-1)、第一联轴器(7-2)、行星减速器(7-3)；

所述连接模块(8)包括第一轴承连接台(8-1)、轴承支撑台(8-2)、第一连接孔(8-3)、圆光栅(8-4)、圆光栅支架台(8-5)；

所述支撑存放模块(9)包括支撑存放本体(9-1)、第二连接孔(9-2)、滚珠(9-3)、第二轴承连接台(9-4)；

所述被动转动模块(10)包括第一轴承(10-1)、第一垫圈(10-2)；

所述第一伺服电机(7-1)与所述行星减速器(7-3)通过所述第一联轴器(7-2)进行连接，实现传递力和力矩，用于减速；

所述支撑存放模块(9)和所述连接模块(8)通过所述第一轴承连接台(8-1)、所述滚珠(9-3)、所述第二轴承连接台(9-4)进行轴承式连接；所述支撑存放模块(9)用于承载所述第一伺服电机(7-1)、并支撑所述六维力传感器；

所述第二连接孔(9-2)与所述滑轨单元(3)进行连接，保证所述滑轨单元(3)将平移运动传递至所述六维力传感器上；所述圆光栅(8-4)用于实时检测并反馈所述六维力传感器的旋转角度给所述伺服控制器和所述上位机；所述圆光栅支架台(8-5)将所述圆光栅(8-4)固定在所述轴承支撑台(8-2)上。