[发明专利]一种力反馈机械臂多功能测试台及其测试方法

权利要求书

1.一种力反馈机械臂多功能测试台，包括底板（1）、固定座和机械臂组件，所述固定座安装在底座上，所述机械臂组件安装在固定座上；其特征在于，所述力反馈机械臂多功能测试台还包括：

定位调节组件，可拆卸安装在底板（1）上，其安装位置可以调节；

定位板（7），安装在定位调节组件上，所述定位板（7）可以调节安装高度；

固定测试组件，所述固定测试组件包括固定机构和三维力传感器（6），所述固定机构用于固定机械臂组件的末梢，所述三维力传感器（6）用于连接固定机构和定位板（7）；

所述固定机构包括两块固定块（15），所述固定块（15）上设置有与机械臂组件的末梢配合的限位凹槽，两块固定块（15）之间通过螺栓连接；

所述固定机构还包括与限位凹槽形状相适配的弧形气囊（20），所述固定块（15）内部设置有与弧形气囊（20）相适配连接的限位弧形板（19），所述弧形气囊（20）内部充有气体；

所述固定块（15）内部还设置有活塞腔一（25），所述活塞腔一（25）与弧形气囊（20）连通，所述活塞腔一（25）内设置有活塞一（26）和弹簧一（27），所述弹簧一（27）的一端与活塞一（26）连接，另一端与活塞腔一（25）的腔底连接，所述活塞腔一（25）远离弹簧一（27）的一端设置有活动孔（24），所述活动孔（24）的一端与外界连通，所述固定块（15）上设置有与活动孔（24）配合推动活塞一（26）在活塞腔一（25）内运动的挤压杆（21）；

所述固定块（15）内部还设置有活塞腔二（23）、通气管（29）和容纳腔（18），所述活塞腔二（23）与弧形气囊（20）连通，所述活塞腔二（23）内设置有活塞二（17）和弹簧二（16），所述弹簧二（16）的一端与活塞二（17）连接，另一端与活塞腔二（23）的腔底连接，所述通气管（29）一端与活塞腔二（23）的侧壁连接，另一端与容纳腔（18）连接。

2.根据权利要求1所述的一种力反馈机械臂多功能测试台，其特征在于，所述机械臂组件包括依次转动连接的机械臂底座（14）、一轴（12）、二轴（11）和三轴（10）。

3.根据权利要求1所述的一种力反馈机械臂多功能测试台，其特征在于，所述定位调节组件包括定位螺栓（3）和两块高度调节板（2），所述底板（1）上设置有两排螺栓孔（4），所述高度调节板（2）通过定位螺栓（3）与底板（1）可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种力反馈机械臂多功能测试台，其特征在于，所述高度调节板（2）上设置有若干与定位板（7）配合的定位槽（5），所述定位板（7）通过定位螺栓（3）与定位槽（5）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种力反馈机械臂多功能测试台，其特征在于，所述弧形气囊（20）与机械臂组件的末梢接触的端面为褶皱面（22）。

6.一种采用如权利要求1-5任意一项所述的力反馈机械臂多功能测试台进行测试的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

机械臂姿态变换：将机械臂底座（14）安装在固定座上，机械臂组件末梢随固定机构装到定位板（7）上以确定姿态；通过改变定位板（7）、固定测试组件在高度调节板（2）上的安装位置和高度调节板（2）在底板（1）上的安装位置，即可快速改变机械臂组件的姿态，从而测试机械臂组件处于不同姿态时的性能参数；

力精度测试：操作机械臂组件各轴分别输出力矩或输出合力，与三维力传感器（6）测得数据对比即得到力反馈机械臂的力精度；

重复定位精度测试：将三维力传感器（6）拆下，并且控制固定机构与定位板（7）脱离，以此固定机械臂底座（14）及确定机械臂组件的末梢的位置；记录初次机械臂组件坐标为零点，固定机构随末梢任意移动后，通过固定机构与定位板（7）的配合快速将末梢回到初始位置，再次读取机械臂组件坐标并与初次坐标比较，差值即为机械臂组件的重复定位精度；重复测量多次以提高测量精度；

刚度测试：将固定机构与定位板（7）采用螺栓连接好，记录机械臂组件初始坐标，随后操作机械臂组件各轴分别输出不同大小的扭矩，读取机械臂组件坐标与初始坐标进行对比计算，即可得到机械臂组件各轴的刚度。