[发明专利]一种工业机器人刚度测量加载装置及测量方法

权利要求书

1.一种工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，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。

3.根据权利要求1或2所述的工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，所述两个端板之间于所述丝杠的两侧均连接有挡板。

5.根据权利要求1所述的工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，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。

6.根据权利要求1所述的工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，所述连接套筒通过螺纹结构连接于所述套筒上，且所述连接套筒的外端部开设有与工业机器人末端相连接的圆柱孔。

8.根据权利要求1所述的工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，所述铰接座通过固定螺栓固定于所述丝杠螺母上。

9.根据权利要求1所述的工业机器人刚度测量加载装置，其特征在于，所述丝杠经过人工转动使得丝杠螺母产生加载时所需要的位移，以使工业机器人末端受力大小改变。

10.一种工业机器人刚度测量加载装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)搭建刚度辨识实验平台，平台主要包括：工业机器人、机器人末端执行器、激光跟踪仪、测力仪、NI信号采集系统、T型槽工作台和如权利要求1-9之一 所述的工业机器人刚度测量加载装置；

2)在T型槽工作台安装测力仪，测量施加在工业机器人末端的作用力，借助绳索在大范围工作空间内对工业机器人末端加载，激光跟踪仪测量工业机器人末端3个位置的变形；

3)采用螺栓将回转底座与测力仪固定，增加一个回转自由度确保工业机器人末端受力和测力仪受力在同一直线上但方向相反，通过转动丝杠使弹簧拉动绳索对工业机器人末端进行加载；

4)打表调平，在工业机器人末端安装百分表，打表调整工作台的水平和测力仪Y方向，确保测力仪坐标系和机器人坐标系的转换关系；

5)激光跟踪仪建立测量坐标系，由不用关节的轴线以及底板平面建立测量坐标系，理论上测量坐标系和机器人基坐标系是一致的；

6)将工业机器人运行至合适的位姿并记录，此时绳索呈松弛状态，测量工业机器人末端3处靶标的位置；

7)转动加载装置的丝杠，绳索拉紧后对机器人加载，在NI信号采集系统上观测，把力加载至合适的大小；

8)当NI信号采集系统上力的波形区域稳定时，再次测量工业机器人末端3个靶标的位置；

9)转动丝杠卸除工业机器人末端载荷，将工业机器人运行至下一个合适的姿态，重复6)-9)步骤。