[实用新型]一种六维力传感器标定装置

说明书

本实用新型公开了一种六维力传感器标定装置，包括机架、加载装置、回转装置和移动平台，机架置于地面之上，加载装置装于机架内，移动平台安装在机架顶部上，回转装置安装在移动平台上，待测传感器安装在回转装置上，待测传感器与加载装置之间通过传感器加载杆连接；本标定装置，加载装置通过电机驱动可以对待测传感器进行自动加载砝码。可以提高标定效率。

技术领域

本实用新型涉及六维力传感器，具体的说是一种六维力传感器标定装置。

背景技术

六维力传感器能够同时检测三维空间的全力信息，即三维力信息( Fx，Fy，Fz)和三维力矩信息(Mx，My，Mz)，主要应用在力及力矩位置控制场合，如轮廓跟踪、精密装配、双手协调、试验系统中的六维力信息检测等。

传感器的测量精度是评定传感器最重要的性能指标之一，其误差包括随机误差和系统误差。对于六维力传感器来说，其随机误差主要是由内部信号处理电路、量化误差、外界干扰等因素引起；系统误差则主要是由标定系统的标定精度所决定，六维力传感器由于其本身机械结构的复杂性，以及传感器在制造、粘贴应变片等加工工艺环节存在误差，传感器的各输入输出通道之间存在相互耦合的问题，需要通过标定确定各个方向输入输出的耦合关系，计算其耦合矩阵，并通过解耦补偿各维之间耦合带来的影响。因此传感器标定装置的设计和标定方法的研究至关重要，其标定精度将直接影响其使用时的测量精度。

六维力传感器的标定就是通过对六维力传感器施加空间坐标系中独立的力／力矩，或是线性无关的多个力／力矩，读取六维力传感器在各种状态下标定时的输出，计算得到解耦矩阵。根据实际应用需求，六维力传感器的标定分为静态标定和动态标定，静态标定主要用于检测传感器的静态性能指标，如静态灵敏度、非线性、回差、重复性等；动态标定主要用于检测传感器的动态特性，如动态灵敏度、频率响应和固有频率等。

目前六维力传感器静态标定所采用的加载方式主要有测力环式和砝码式两种。其中测力环式加载采用顶杆方式，由测力环读出加载力值，这种加载允许有较大的加载力，但读数精度较低，高精度的测力环则价格昂贵。砝码式标定是采用等级砝码提供标准加载力，直接用等级砝码作为基准，力值精度较高，在中等量程、小量程六维力传感器的标定中使用比较普遍。

实用新型内容

针对以上现有技术的缺点，提出一种六维力传感器标定装置，通过电机驱动可以对待测传感器进行自动加载砝码。可以提高标定效率。

具体的技术方案，一种六维力传感器标定装置，包括机架、加载装置、回转装置和移动平台，机架置于地面之上，加载装置装于机架内，移动平台安装在机架顶部上，回转装置安装在移动平台上，待测传感器安装在回转装置上，待测传感器与加载装置之间通过传感器加载杆连接；

加载装置包括加载固定架、加载杆、驱动机构、传动机构和砝码加载装置，加载固定架水平设置，加载固定架的两端都安装在机架上，砝码加载装置安装在加载固定架上且位于机架内部，驱动机构位于砝码加载装置的下方，传动机构一端连接驱动机构的输出，传动机构另一端连接砝码加载装置；加载杆一端连接砝码加载装置，加载杆另一端连接传感器加载杆；

移动平台包括X方向移动平台和Y方向移动平台，X方向移动平台和Y方向移动平台连接，X方向移动平台安装在机架顶部；回转装置安装在Y方向移动平台上，回转装置包括竖直座、第一轴座、第二轴座、回转平台和传感器固定板，竖直座的底部安装Y方向移动平台上，第一轴座贴合竖直座的一侧平面安装，在第一轴座上安装一根水平旋转轴，第二轴座套在水平旋转轴上并可绕水平旋转轴转动，回转平台安装在第二轴座上，回转平台的回转轴与第一轴座上的水平旋转轴垂直，传感器固定板安装在回转平台上，待测传感器安装在传感器固定板上，待测传感器上的中心孔与回转平台的回转轴同心，传感器加载杆安装在待测传感器上；