[发明专利]模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验方法

摘要

本发明公开了一种模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验方法，采用模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置，所述模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置包括控制系统、电机驱动控制电路、测功机控制器、工作台面、输入伺服电机、行星齿轮减速器、第一联轴器、动态扭矩传感器、第二联轴器、角度传感器、双轴承座、变惯量杆臂、第三联轴器、转轴、质量滑块、定位螺栓、磁滞测功机、第一支撑底座、第二支撑底座和第三支撑底座，本发明综合了惯性静态变化，既可以变化惯量也可以变化负载，负载控制系统能够满足多种复杂负载的情况，能够简要的模拟关节运动状况。

主权项

1.一种模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验方法，其特征在于：采用模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置，所述模拟工业机器人关节变负载变惯量的实验装置包括控制系统、电机驱动控制电路、测功机控制器、工作台面(17)、输入伺服电机(1)、行星齿轮减速器(2)、第一联轴器(3)、动态扭矩传感器(4)、第二联轴器(5)、角度传感器(6)、双轴承座(7)、变惯量杆臂(9)、第三联轴器(12)、转轴(11)、质量滑块(8)、定位螺栓(10)、磁滞测功机(13)、第一支撑底座(14)、第二支撑底座(15)和第三支撑底座(16)，所述输入伺服电机(1)和行星齿轮减速器(2)均固定在第三支撑底座(16)上，输入伺服电机(1)的输出轴依次连接沿一条直线依次分布的行星齿轮减速器(2)、第一联轴器(3)、动态扭矩传感器(4)、第二联轴器(5)、角度传感器(6)、转轴(11)、第三联轴器(12)和磁滞测功机(13)，所述动态扭矩传感器(4)固定在所述第二支撑底座(15)上，所述转轴(11)通过双轴承座(7)支撑，双轴承座(7)固定在第一支撑底座(14)上；所述第一支撑底座(14)、第二支撑底座(15)和第三支撑底座(16)均固定在工作台面(17)上；所述变惯量杆臂(9)的一端通过键固定安装在转轴(11)上，变惯量杆臂(9)的轴心线与转轴(11)的轴心线相互垂直，变惯量杆臂(9)上均布有至少三道沿着轴心线方向均匀分布的环形定位槽(18)，质量滑块(8)套装在变惯量杆臂(9)上，所述质量滑块(8)上设置有定位螺孔(20)，定位螺栓(10)穿过质量滑块(8)通过定位螺栓(10)的前端伸入到变惯量杆臂(9)的环形定位槽(18)底部实现质量滑块(8)与变惯量杆臂(9)的位置固定；所述电机驱动控制电路、测功机控制器、角度传感器(6)、动态扭矩传感器均与控制系统电连接，所述电机驱动控制电路与输入伺服电机(1)电连接并控制输入伺服电机的运动，所述测功控制器连接磁滞测功机(13)并控制磁滞测功机的运动；所述实验方法具体包括如下步骤：/n步骤一：控制系统通过电机驱动控制电路控制输入伺服电机(1)的输出，输入伺服电机(1)经过行星齿轮减速器(2)、第一联轴器(3)、动态扭矩传感器(4)、第二联轴器(5)、角度传感器(6)后向转轴(11)传递扭矩，带动变惯量杆臂(9)的转动；/n步骤二：角度传感器6检测转轴(11)转动的角度，并将转轴(11)转动的角度的位置信号反馈到控制系统中；/n利用伺服控制系统矢量控制技术进行坐标变换，即将自然坐标系(ABC)通过clark变换成静止坐标系(α-β)，通过park变换成同步旋转坐标系(d-q)，其中，d轴方向为永磁体励磁磁场方向，q轴方向为垂直于转子磁场方向，在同步旋转坐标系中利用三闭环矢量控制算法，即所述电流控制器的输入为速度控制器输出，所述速度控制器的输入为位置控制器的输出，首先设定i