[实用新型]一种三自由度球形电机姿态、力矩检测台架

说明书

本实用新型公开了一种三自由度球形电机姿态、力矩检测台架，包括一个静止支架、两个旋转支架、位置编码器、力矩传感器和制动器；所述静止支架沿X方向放置，下部有升高支脚，上部有两个竖架，中部有放置平台的H形结构；所述旋转支架，其一为框形，可绕X轴转动，安装于静止支架上，其二为倒U形，可绕Y轴转动，安装于绕X轴转动的旋转支架上；三个支架上均同时安装有位置编码器、力矩传感器和制动器，一组安装于静止支架，且与绕X轴转动的旋转支架同轴，一组安装于绕X轴转动的旋转支架，且与绕Y转动的旋转支架同轴，一组安装于绕Y转动的旋转支架，且与被测对象同轴。本实用新型简单易行，安全可靠，通用性强。

技术领域

本实用新型属于三自由度球形电机检测相关技术领域，具体涉及一种三自由度的姿态、力矩检测台架。

背景技术

随着产业自动化对工业机器人，特别是多自由度运动机械臂的现实要求发展，对电机的运动方式要求开始从单纯的一维圆周旋转开始向多自由度运动发展。由多台电机通过传动机构串并联组合而来的多自由度执行机构，存在着集成可靠性低、传动效率低等难以克服的缺陷。因此，能够以单台电机执行多自由度运动球形电机的开发受到越来越多的关注。

在三自由球形电机的研发过程中，空间姿态和力矩的准确测量装置和方法，对检验所研发样机在运动轨迹、驱动能力等性能指标具有重要的意义。当前实际应用中，成熟的三自由度检测机构都仅能对球形电机的空间位置姿态进行检测，对力矩的测试还需要借助其他手段。同时对电机力矩仍处于各单自由度独立测量的状态，测试方法复杂，且不能反映球形电机运行轨迹复杂的特征。所以目前的三自由球形电机的研发过程急需一种能够同时对三自由度位置和力矩进行检测的复合型装置。有鉴于此，特提出本项实用新型。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种三自由度球形电机姿态、力矩检测台架，将三自由度方向上的位置和力矩测试功能整合到一个装置中，提高检测平台的通用性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种三自由度球形电机姿态、力矩检测台架，包括一个静止支架、两个旋转支架、位置编码器、力矩传感器和制动器；所述静止支架沿X方向放置，下部有升高支脚，上部有两个竖架，中部有放置平台的H形结构；所述旋转支架，其一为框形，可绕X轴转动，安装于静止支架上，其二为倒U形，可绕Y轴转动，安装于绕X轴转动的旋转支架上；三个支架上均同时安装有位置编码器、力矩传感器和制动器，一组安装于静止支架，且与绕X轴转动的旋转支架同轴，一组安装于绕X轴转动的旋转支架，且与绕Y转动的旋转支架同轴，一组安装于绕Y转动的旋转支架，且与被测对象同轴。

进一步的，所述位置编码器可以是单圈式、多圈式、增量式、绝对式任意一种，优选的以单圈绝对式为宜。

进一步的，所述制动器可以是机械式、液压式、气压式、电磁式任意一种，优选的以电磁式为宜。

所述力矩传感器，优选的以静态式为宜。

在静止支架上，位置编码器、力矩传感器和制动器与绕X轴旋的转支架同轴；位置编码器始终随绕X轴转动支架旋转，因而时刻在检测整体台架的X轴向转角；而力矩传感器则通过制动器与绕X轴转动支架连接，仅在制动器抱轴的时候检测此支架受到的X轴向扭矩。

安装在静止支架上的两个旋转支架，一个可以绕X轴转动，其上的位置编码器、力矩传感器和制动器与另一个可以绕Y轴旋转的支架同轴；其中位置编码器始终随绕Y轴转动支架旋转，因而时刻在检测整体台架的Y轴向转角；而力矩传感器则通过制动器与绕Y轴转动支架连接，仅在制动器抱轴的时候检测此支架受到的Y轴方向扭矩。另外为补偿传感器重量，在支架框体上设置有多个配重挂载点。