[发明专利]一种六维力传感器动态标定装置及其标定方法

权利要求书

1.一种六维力传感器动态标定装置，其特征在于，包括标定台(1)、脉冲力加载装置以及用于固定待测力传感器的固定装置，所述脉冲力加载装置设于所述标定台台面下方，在标定台台面上设有多组定位孔用于以不同方位安装所述固定装置。

2.根据权利要求1所述的一种六维力传感器动态标定装置，其特征在于，所述标定台中间设有通孔，所述脉冲力加载装置包括固定安装于标定台底面的套筒(6)、同轴设于套筒内的弹簧拉杆(8)以及套接在弹簧拉杆(8)上的弹簧(7)，所述弹簧(7)的两端分别以弹簧拉杆的上端部以及安装于套筒底端的端盖(9)为弹簧座；当待测力传感器安装在固定装置上时，其敏感方向轴线处于弹簧拉杆的轴线上且该轴线处在标定台通孔中。

3.根据权利要求1所述的一种六维力传感器动态标定装置，其特征在于，所述固定装置包括能以不同方位固定在标定台台面的安装座(11)以及能固定安装在所述安装座(11)上的基座(10)，所述基座(10)用以固定安装待测力传感器(13)，或；

所述基座(10)为待测力传感器(13)的基座，安装座(11)设有中心通孔。

4.根据权利要求3所述的一种六维力传感器动态标定装置，其特征在于，所述安装座(11)在标定台台面上有多种安装状态：

或水平安装在标定台台面上，此时安装座(11)底面作为支撑面与标定台台面构成平行关系；

或竖直安装在标定台台面上，此时安装座(11)侧面作为支撑面与标定台台面构成平行关系，安装座(11)底面与标定台台面构成垂直关系。

5.根据权利要求1所述的一种六维力传感器动态标定装置，其特征在于，所述标定台安装有至少三根可调节支撑腿(2)用以调节标定台台面的水平状态。

6.一种采用权利要求1-5中任一权利要求所述的标定装置进行六维力传感器的动态标定方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、力标定，首先通过可调节支腿将标定台调整至水平状态；

S1-1、将安装座水平安装在标定台上，待测六维力传感器安装在基座上，基座固定在安装座上，并通过不同的安装孔调整安装座的位置，使得六维力传感器的z轴与脉冲力加载装置的轴线重合；将小球放入套筒中，下拉弹簧拉杆至设定位置，然后松开，小球撞击六维力传感器产生一个z向脉冲激励力，记录六维力传感器响应，完成Fz向动态标定；

S1-2、将安装座沿水平轴翻转90度，使六维力传感器x轴竖直设置，并通过不同的安装孔调整安装座的位置，使得六维力传感器x轴与脉冲力加载装置轴线重合；将小球放入套筒中，下拉弹簧拉杆至设定位置，然后松开，小球撞击六维力传感器产生一个x向脉冲激励力，记录六维力传感器响应，完成Fx向动态标定；

S1-3、将安装座沿水平轴转动90度，使六维力传感器y轴竖直设置，并通过不同的安装孔调整安装座的位置，使得六维力传感器y轴与脉冲力加载装置轴线重合；将小球放入套筒中，下拉弹簧拉杆至设定位置，然后松开，小球撞击六维力传感器产生一个y向脉冲激励力，记录六维力传感器响应，完成Fy向动态标定；

S2、力矩标定；

S2-1、以步骤S1-3的状态，在待测六维力传感器上安装力矩加载块，并通过不同的安装孔调整安装座的位置，使六维力传感器y轴在竖直面内沿六维力传感器z轴方向平移一个距离，使六维力传感器y轴与脉冲力加载装置轴线平行但不重合，同时使小球能够撞击到力矩加载块从而给六维力传感器一个Mx力矩作用，将小球放入套筒中，下拉弹簧拉杆至设定位置，然后松开，小球撞击力矩加载块侧面产生一个Mx力矩作用，记录六维力传感器响应，完成Mx向动态标定；

S2-2、以步骤S1-2的状态，在待测六维力传感器上安装力矩加载块，并通过不同的安装孔调整安装座的位置，使六维力传感器x轴在竖直面内沿六维力传感器z轴方向平移一个距离，使得六维力传感器x轴与脉冲力加载装置轴线平行但不重合，同时使小球能够撞击到力矩加载块从而给六维力传感器一个My力矩作用，将小球放入套筒中，下拉弹簧拉杆至设定位置，然后松开，小球撞击力矩加载块侧面产生一个My力矩作用，记录六维力传感器响应，完成My向动态标定；

S2-3、以步骤S1-3的状态，在待测六维力传感器上安装力矩加载块，并通过不同的安装孔调整安装座的位置，使六维力传感器y轴在竖直面内沿六维力传感器x轴平移一个距离，沿z平移一个距离，使得六维力传感器y轴与脉冲力加载装置轴线平行但不重合，同时使小球能够撞击到力矩加载块从而给六维力传感器一个Mz力矩作用，将小球放入套筒中，下拉弹簧拉杆至设定位置，然后松开，小球撞击力矩加载块正面产生一个Mz力矩作用，记录六维力传感器响应，完成Mz向动态标定。

7.根据权利要求6所述的六维力传感器的动态标定方法，其特征在于：所述步骤S2-2或者为：以步骤S1-2的状态，在待测六维力传感器上安装力矩加载块，并通过不同的安装孔调整安装座的位置，使六维力传感器x轴在竖直面内沿六维力传感器y轴平移一个距离，沿z平移一个距离，使得六维力传感器x轴与脉冲力加载装置轴线平行但不重合，同时使小球能够撞击到力矩加载块从而给六维力传感器一个Mz力矩作用，将小球放入套筒中，下拉弹簧拉杆至设定位置，然后松开，小球撞击力矩加载块正面产生一个Mz力矩作用，记录六维力传感器响应，完成Mz向动态标定。