[发明专利]六自由度并联机器人刚度薄弱环节定量测试装置及方法

说明书

本发明六自由度并联机器人刚度薄弱环节定量测试装置，包括六自由度并联机器人、靶球、载块及激光跟踪仪，所述六自由度并联机器人由定平台与动平台组成，所述六自由度并联机器人为六支链并联机构，所述六支链并联机构为六条支链两端分别连接在所述定平台与所述动平台上，所述载块通过螺钉固定在所述动平台上，所述定平台、所述定平台下端球铰链的六个运动位置及动平台依次设有基准部位、薄弱部位及活动部位，所述靶球均匀排列成圈分别固定在所述基准部位、所述薄弱部位及所述活动部位，所述激光跟踪仪测量靶球的位置。可快速测量出六自由度并联机器人整体刚度变化值，结构简单、效率和精度较高，为六自由度并联机器人的科研和生产提供数据支持。

技术领域

本发明属于机械设备领域，具体涉及六自由度并联机器人刚度薄弱环节定量测试装置及方法。

背景技术

六自由度并联机器人具有精度高、刚度高、附加惯量小、体积小、结构简单的优点，因而得到了广泛的应用。在某些特定领域如航空航天领域，不仅要求很高的精度，还需要很高的刚度。这些场合下，能否保证足够的刚度将直接影响任务能否顺利完成，因此，在设备使用前必须对其刚度进行测试。六自由度并联机器人由于传动环节多，活动部件多，各个部件之间的配合关系复杂以及预紧状态难控制，其整体刚度的准确仿真计算较为困难，往往实测结果和仿真结果差别较大。传统六自由度并联机器人的刚度测试方法多采用千分表打点测量，方法虽然简单，但是测试数据有限，当仿真结果和实测结果不符时，获取的数据难以确定整机的薄弱环节，影响整机刚度测试的进度和准确度。因此，急需研究一种六自由度并联机器人刚度测试的新方法，能够根据测试结果对六自由度并联机器人的薄弱环节进行定量分析，为科研和生产提供数据支持。

发明内容

本发明是的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供六自由度并联机器人刚度薄弱环节定量测试装置及方法，该装置以激光跟踪仪测量为基础，快速测试出六自由度并联机器人的刚度，对六自由度并联机器人的薄弱环节进行定量分析，用以指导科研和生产。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的六自由度并联机器人刚度薄弱环节定量测试装置，包括六自由度并联机器人、靶球、载块及激光跟踪仪，所述六自由度并联机器人由定平台与动平台组成，所述六自由度并联机器人为六支链并联机构，所述六支链并联机构为六条支链两端分别连接在所述定平台与所述动平台上，所述载块通过螺钉固定在所述动平台上，所述动平台、所述定平台及所述定平台下端球铰链的六个运动位置依次设有活动部位、基准部位以及薄弱部位，所述靶球均匀排列成圈分别固定在所述活动部位、所述薄弱部位以及所述基准部位，所述激光跟踪仪测量靶球的位置。

该测量装置还包括基础台、弯板及三脚架，所述六自由度并联机器人通过螺钉与所述弯板连接，所述弯板通过螺钉固定在所述基础台上，所述激光跟踪仪架设在所述三脚架上，所述三脚架固定在所述基础台上。

优选地，每条支链从所述定平台至所述动平台的运动副分别为球铰副，滑动副，球铰副。

优选地，所述靶球分为三组，分别包括基准靶球、活动靶球、薄弱环节靶球。

优选地，所述基准靶球至少三个靶球，固定在所述基准部位上。

优选地，所述活动靶球至少三个靶球，固定在所述活动部位上。

优选地，所述薄弱环节靶球至少六个靶球，固定在所述薄弱部位上。

优选地，在所述基准靶球的中心位置建立基准坐标系{B}。

优选地，在所述活动靶球中心位置建立动平台坐标系{D0}。

基于六自由度并联机器人刚度薄弱环节定量测试装置的测试方法，包括如下步骤：

步骤S10：将靶球分别固定在被测六自由度并联机器人的基准部位、活动部位以及薄弱部位上；