[发明专利]一种串联机械臂重复定位精度可靠性试验装置及方法

权利要求书

1.一种串联机械臂重复定位精度可靠性试验方法，采用了串联机械臂重复定位精度可靠性试验装置，装置包括振动台和测试箱，测试箱固装在振动台上；所述振动台包括底座、空气弹簧、顶板及振动电机；所述顶板位于底座正上方，顶板与底座之间通过若干空气弹簧相固连；所述振动电机固装在顶板下表面，振动电机的数量为四个，四个振动电机以顶板中心为圆心呈圆周向均布设置；所述测试箱包括矩形箱体、液压夹具、激光发射器、光电板、温度调节器及均温风扇；所述矩形箱体固装在顶板上表面；所述液压夹具固装在矩形箱体的箱底板上，通过液压夹具对串联机械臂进行装夹固定；所述液压夹具由三个液压缸组成，三个液压缸以矩形箱体的箱底板中心为圆心呈圆周向均布设置，且三个液压缸的活塞杆均指向圆心；所述光电板与激光发射器成对安装，激光发射器固装在矩形箱体内表面上，与激光发射器配对安装的光电板固装在激光发射器正对面的矩形箱体内表面，激光发射器发出的激光束照射在光电板上；所述温度调节器及均温风扇均安装在矩形箱体内表面上；所述激光发射器与光电板共设置三对，第一对激光发射器与光电板安装在竖直Z向，第二对激光发射器与光电板安装在水平X向，第三对激光发射器与光电板安装在水平Y向；其特征在于：试验方法包括如下步骤：

步骤一：将需要测试的串联机械臂放置到矩形箱体内，再通过液压夹具将串联机械臂装夹固定到矩形箱体的箱底板上；

步骤二：在串联机械臂的末端安装一个遮光球，通过编程控制串联机械臂运动，并使遮光球的运动轨迹从光电板正前方经过；

步骤三：通过温度调节器设定矩形箱体内温度，同时通过均温风扇使矩形箱体内的温度均匀分布；

步骤四：通过振动电机向矩形箱体输出振动载荷，用于模拟串联机械臂在工作时承受的振动工况；

步骤五：按照编程控制串联机械臂往复运动，使遮光球沿运动轨迹往复从光电板正前方经过，进而获取串联机械臂重复定位精度数据；

步骤六：调整温度和振动工况，再次执行步骤五，进而获取不同温度和振动工况下的串联机械臂重复定位精度数据。

2.根据权利要求1所述的串联机械臂重复定位精度可靠性试验方法，其特征在于：所述遮光球与串联机械臂末端之间通过连杆相连，且遮光球及连杆均由玻璃陶瓷制成。

3.根据权利要求1所述的串联机械臂重复定位精度可靠性试验方法，其特征在于：振动工况包括以下五种：

第一种振动工况：调整振动频率和振幅

通过改变振动电机的转速实现振动频率的调整，通过改变振动电机的激振力实现振幅的调整；

第二种振动工况：调整激振力

通过改变振动电机偏心块的夹角实现激振力的调整，且激振力的调整为无级 调整；

第三种振动工况：调整振动方式为沿竖直Z向平动

在四个振动电机中，使其中一条对角线方向上的两个振动电机反向转动，此时水平面内的振动相互抵消，仅将竖直Z向的振动得到保留，则振动台的振动方式实现沿竖直Z向平动；

第四种振动工况：调整振动方式为沿水平对角线方向翻滚振动

使四个振动电机全部同向转动，此时四个振动电机的翻滚振动均被保留，且翻滚振动沿水平对角线方向均匀分布，则振动台的振动方式实现沿水平对角线方向翻滚振动；

第五种振动工况：调整振动方式为沿水平边线方向翻滚振动

在四个振动电机中，使相邻两个振动电机反向转动，此时水平面内的振动相互抵消，而竖直Z向的振动得到保留，但竖直Z向上的位移分布不均，则振动台的振动方式实现沿水平边线方向翻滚振动。

4.根据权利要求1所述的串联机械臂重复定位精度可靠性试验方法，其特征在于：当遮光球沿运动轨迹从光电板正前方经过时，激光发射器的光通量会被遮光球遮去一部分，并使作用在光电板上的光通量减弱，而光电板产生的示数与光电板受光面积呈线性关系，则通过光电板的示数变化，即可获得光电板受光面积的变化，进而得到遮光球与光电板之间的相对位置误差，则该相对位置误差将作为串联机械臂重复定位精度数据。