[发明专利]一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测仪器技术领域，特别涉及一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置及方法。

背景技术

机器人在各领域中应用越来越广泛，在各领域应用中，其功能的实现对其运动位置的要求也越来越高。

对于关节式机器人来说，既要通过调整控制参数来补偿位置误差，又需要通过机器人本体结构设计来尽量减小机械误差。机器人运动需要通过对各关节电机参数设定来实现，它的设定准确与否直接影响机器人的工作位置精度。另外，不同结构机器人由于传动方式、力臂长度、惯性等因素的影响，其运动特性也有很大的差别。

关节式机器人末端执行机构动态特性可以为以上两者提供有力的反馈调整依据，因此其检测装置和方法可直接决定反馈信息的准确度。由于机器人的空间运动特点，被检测运动方向不能保证为绝对的单方向运动，在启动与停止阶段分别会产生震动，且其运动过程中速度、加速度也有不稳定的变化，常用的二维检测装置不能同时进行空间运动位置的检测，因此很难检测到全面的动态特性参数。

发明内容

本发明的目的是针对现有机器人动态特性检测技术中存在的技术缺陷，而提供一种关节式机器人末端执行机构动态特性的检测装置及方法，以为关节式机器人控制参数的补偿和结构设计的优化提供更全面更准确的反馈依据，进而提高机器人的工作位置精度。

为实现本发明目的，所采用的技术方案如下：

一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置，包括：

激光干涉仪测量系统，用于关节式机器人沿X、Y、Z轴的某一方向上作主运动时，对关节式机器人末端执行机构在该主运动方向上的动态特性进行检测，包括激光头、光路转换镜组、以及反射镜；

位移频率采集系统，包括多个激光位移传感器，用于关节式机器人在主运动方向上运动的同时，在X、Y、Z轴的另外两个方向上采集关节式机器人末端执行机构在启动与停止阶段的振动位移频率；

数据采集卡系统，与多个所述激光位移传感器相连接，并与计算机连接，以将所述激光位移传感器采集的模拟信号转换为数字信号传送到计算机；

所述激光头与所述计算机相连接，以将其测量数据传输到计算机。

所述激光头安装在三脚架云台上。

所述光路转换镜组以及激光位移传感器固定在实验平台上，所述反射镜用磁力表座固定在机器人末端执行机构上。

所述激光位移传感器通过传感器安装组件固定支撑在实验平台上。

一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置的检测方法，在关节式机器人沿X、Y、Z轴某一方向作主运动时，应用激光干涉仪系统对关节式机器人末端执行机构在该主运动方向上的动态特性进行检测，同时利用位移频率采集系统在X、Y、Z轴的另外两个方向上采集关节式机器人末端执行机构启动和停止阶段的振动位移频率：

所述激光干涉仪系统包括激光头、用于将激光头发出的激光自关节式机器人末端执行机构反射回激光头的光路转换镜组以及反射镜：

所述位移频率采集系统包括多个激光位移传感器，用于分别测量X、Y、Z轴的另外两个方向上关节式机器人末端执行机构在启动与停止阶段的振动位移频率：

改变关节式机器人的运动参数和运动方式，对不同状态下的动态特性及振动位移频率进行检测。

本发明利用激光干涉仪系统和位移频率采集系统，能实现将关节式机器人运动过程中运动参数的变化，通过光路的微小变化反映出来，并通过计算机可得到关节式机器人的具体的变化数据。

附图说明

图1是关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置结构原理图；

图2是激光位移传感器的检测位置示意图；

图中：1-被测关节式机器人；2-激光位移传感器一；3-激光位移传感器二；4-反射镜；5-激光位移传感器三；6-激光位移传感器四；7-第一激光位移传感器安装组件；8-激光头；9-三脚架云台；10-实验平台；11-光路转换镜组，12-第二激光位移传感器安装组件；

100-末端执行机构夹爪一；110-末端执行机构夹爪二；

具体实施方式

以下结合附图和具体实例对本发明作进一步详细说明，此处所描述的具体实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1所示，一种关节式机器人末端执行机构动态特性检测装置，包括：

激光干涉仪测量系统，用于被测的关节式机器人1沿X、Y、Z轴的某一方向上作主运动时，对关节式机器人末端执行机构在该主运动方向上的动态特性进行检测，包括激光头8、光路转换镜组11、以及反射镜2；