[发明专利]一种工业机器人刚度测量加载装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种工业机器人刚度测量加载装置及测量方法，该加载装置包括：回转底座，所述回转底座能够沿水平面做回转运动；传力座，所述传力座与所述回转底座固定连接，且所述传力座内能转动地设置有丝杠，所述丝杠上套设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母上固定有铰接座；连接杆，所述连接杆的一端铰接于所述铰接座上，且其能在竖直面内做回转运动，所述连接杆上通过限位组件套设有弹簧，所述弹簧外设置有套筒，所述套筒的远离铰接座的一端装配有连接套筒，所述连接套筒的外端部与工业机器人末端相连接。上述测量加载装置不仅结构简单，操作方便，适用范围广；而且测量效率高，可以实现机器人X、Y、Z三个方向上静刚度的测量。

技术领域

本发明属于机器人性能测试技术领域，尤其是涉及一种用于测量机器人三个方向静刚度的工业机器人刚度测量加载装置及测量方法。

背景技术

工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业。与数控机床相比，机器人除了绝对定位精度低，结构刚性也是影响其加工性能及末端精度的重要因素。主要表现在以下几个方面：(1)多连杆串联耦合机构，刚度和结构稳定性差；(2)电机和传动机构等一般都安置在运行的连杆上，恶化了动力学性能且增加了装置的惯性；(3)机加工时刀轴矢量到机器人姿态的映射有无数种，机器人在不同姿态下的刚度差异较大。机器人末端刚度反映机器人抵抗外力变形保持位姿精度的能力，在承载工况下机器人弱刚性是影响其位姿精度的重要因素。因此，对关节型工业机器人的刚度研究有着至关重要的意义。

目前，现有技术对机器人进行了刚度辨识实验，采用的加载装置是通过滑轮装置在机器人末端加载，改变所悬挂的物体的重量达到改变受力大小的目的。这种测量装置在具体的应用中存在结构复杂和操作繁琐的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业机器人刚度测量加载装置，以解决现有技术中工业机器人刚度测量加载存在结构复杂和操作繁琐的问题。

本发明的另一目的在于提供一种工业机器人刚度测量加载装置的测量方法，以解决现有技术中工业机器人刚度测量存在操作繁琐和测量效率低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种工业机器人刚度测量加载装置，其包括：

回转底座，所述回转底座能够沿水平面做回转运动；

传力座，所述传力座与所述回转底座固定连接，且所述传力座内能转动地设置有丝杠，所述丝杠上套设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母上固定有铰接座；

连接杆，所述连接杆的一端铰接于所述铰接座上，且其能在竖直面内做回转运动，所述连接杆上通过限位组件套设有弹簧，所述弹簧外设置有套筒，所述套筒的远离铰接座的一端装配有连接套筒，所述连接套筒的外端部与工业机器人末端相连接。

特别地，所述回转底座包括中空的底座本体及螺柱，所述螺柱穿过所述底座本体，所述底座本体的两端与所述螺柱之间均设置有止推轴承，所述螺柱的上端部开设有外螺纹，对应于所述传力座上开设有固定孔，所述螺柱的上端部伸出所述固定孔并通过螺母将底座本体连接于传力座上。

特别地，所述传力座包括底板和两个端板，所述两个端板固定于所述底板的两端，所述丝杠的两端分别通过轴承装配于两个端板上。

特别地，所述两个端板之间于所述丝杠的两侧均连接有挡板。

特别地，所述铰接座上通过螺母设置有铰接螺栓，所述连接杆的一端开设有铰接孔，通过铰接孔将连接杆铰接于铰接螺栓上。

特别地，所述限位组件包括限位螺母和圆环端盖，所述连接杆上相对于开设铰接孔的另一端开设有外螺纹段，所述限位螺母安装于该外螺纹段上，所述圆环端盖设置于所述套筒靠近铰接座的一端配合所述限位螺母对弹簧限位，所述弹簧受力方向与工业机器人末端受力方向一致。