本發(fā)明屬于機(jī)器人關(guān)節(jié)可靠性測(cè)試領(lǐng)域，特別是涉及一種關(guān)節(jié)連接可靠性測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

工業(yè)4.0理念的提出掀起了制造業(yè)升級(jí)換代的熱潮，其中智能機(jī)器人行業(yè)越來越多的受到企業(yè)、高校的重視。人形機(jī)器人主要是通過控制各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)來模擬人體動(dòng)作，而關(guān)節(jié)間頻繁發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)其連接方式可靠性帶來了巨大挑戰(zhàn)，故目前，關(guān)節(jié)連接可靠性為機(jī)器人關(guān)節(jié)可靠性的主要技術(shù)瓶頸。產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)于企業(yè)，是其長(zhǎng)期發(fā)展的生命線，興起的人形機(jī)器人行業(yè)現(xiàn)暫無可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可借鑒，業(yè)內(nèi)只能通過模擬簡(jiǎn)單的用戶操作環(huán)境來進(jìn)行機(jī)器人的動(dòng)作編導(dǎo)，從而進(jìn)行機(jī)器人可靠性的檢測(cè)，該種測(cè)試方式存在測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)可靠性問題的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在機(jī)器人關(guān)節(jié)可靠性測(cè)試無標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)以及難以發(fā)現(xiàn)可靠性問題的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種關(guān)節(jié)連接可靠性測(cè)試方法，該測(cè)試方法能夠盡可能早地發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)的失效問題，縮短可靠性測(cè)試時(shí)間，進(jìn)而縮短設(shè)計(jì)改進(jìn)周期。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

提供一種關(guān)節(jié)連接可靠性測(cè)試方法，包括以下步驟：

獲取關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍；

根據(jù)所述關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍編輯關(guān)節(jié)動(dòng)作表，設(shè)定測(cè)試時(shí)間，通過執(zhí)行關(guān)節(jié)動(dòng)作表控制關(guān)節(jié)重復(fù)進(jìn)行動(dòng)作，記錄執(zhí)行數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述執(zhí)行數(shù)據(jù)判斷關(guān)節(jié)可靠性是否達(dá)標(biāo)。

進(jìn)一步的，所述關(guān)節(jié)動(dòng)作表包括最大轉(zhuǎn)角范圍和最大轉(zhuǎn)速的參數(shù)設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述獲取關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍之前，還包括整機(jī)設(shè)計(jì)觀察的步驟：

觀察關(guān)節(jié)在結(jié)構(gòu)上允許轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的最大角度、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)過程連接處的間隙變化以及連接線纜在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的行進(jìn)軌跡。

進(jìn)一步的，所述獲取關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍包括：

手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)待測(cè)試關(guān)節(jié)，記錄關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)連接線纜發(fā)生干涉時(shí)的各角度值，得到角度值集；

根據(jù)角度值集中的最小角度值和最大角度值確定關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍。

進(jìn)一步的，根據(jù)獲取的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍，判斷關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍是否在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的理論值范圍內(nèi)；

若關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的理論值范圍內(nèi)，則編輯關(guān)節(jié)動(dòng)作表的最大轉(zhuǎn)角范圍時(shí)，所述最大轉(zhuǎn)角范圍大于或等于關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍；

若關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍不在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的理論值范圍內(nèi)，則編輯關(guān)節(jié)動(dòng)作表的最大轉(zhuǎn)角范圍時(shí)，所述最大轉(zhuǎn)角范圍保持在理論值范圍內(nèi)并盡量接近關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍。

進(jìn)一步的，所述記錄執(zhí)行數(shù)據(jù)包括：

記錄所述測(cè)試時(shí)間內(nèi)關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的時(shí)間間隔，將所述時(shí)間間隔作為平均無故障時(shí)間。

進(jìn)一步的，測(cè)試多個(gè)機(jī)器人相同關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的時(shí)間間隔，求均值作為平均無故障時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述關(guān)節(jié)可靠性通過所述平均無故障時(shí)間進(jìn)行表征：

若所述平均無故障時(shí)間大于或等于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，則關(guān)節(jié)可靠性達(dá)標(biāo)；

若所述平均無故障時(shí)間小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，則關(guān)節(jié)可靠性不達(dá)標(biāo)。

進(jìn)一步的，通過所述平均無故障時(shí)間推測(cè)用戶可靠使用時(shí)長(zhǎng)。

進(jìn)一步的，通過失效率判斷關(guān)節(jié)可靠性是否達(dá)標(biāo)。

根據(jù)本發(fā)明的關(guān)節(jié)連接可靠性測(cè)試方法，通過獲得的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍編輯關(guān)節(jié)動(dòng)作表，設(shè)定測(cè)試時(shí)間，通過執(zhí)行關(guān)節(jié)動(dòng)作表控制關(guān)節(jié)重復(fù)進(jìn)行動(dòng)作，并記錄執(zhí)行數(shù)據(jù)，然后根據(jù)記錄的執(zhí)行數(shù)據(jù)判斷關(guān)節(jié)可靠性是否達(dá)標(biāo)，例如關(guān)節(jié)之間間隙設(shè)計(jì)及線纜連接設(shè)計(jì)是否合理，從而對(duì)應(yīng)地更改設(shè)計(jì)方案，該測(cè)試方法有效地縮短了可靠性測(cè)試所用的時(shí)間，進(jìn)而節(jié)約研發(fā)解決問題的時(shí)間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種關(guān)節(jié)連接可靠性測(cè)試方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2提供的平均無故障時(shí)間MTBF結(jié)果示意圖；

圖3是本發(fā)明對(duì)比例1提供的平均無故障時(shí)間MTBF結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

參見圖1所示，本實(shí)施例公開了一種關(guān)節(jié)連接可靠性測(cè)試方法，包括以下步驟：

獲取關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍：所述關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍包括關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可能發(fā)生干涉位置的角度值集；

根據(jù)所述關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍編輯關(guān)節(jié)動(dòng)作表，設(shè)定測(cè)試時(shí)間，通過執(zhí)行關(guān)節(jié)動(dòng)作表控制關(guān)節(jié)重復(fù)進(jìn)行動(dòng)作，記錄執(zhí)行數(shù)據(jù)；

根據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)判斷關(guān)節(jié)可靠性是否達(dá)標(biāo)。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“關(guān)節(jié)”指代的是機(jī)器人上的可旋轉(zhuǎn)活動(dòng)部位，所述關(guān)節(jié)可通過舵機(jī)連接不同的部件，本發(fā)明所述線纜可用于關(guān)節(jié)上舵機(jī)之間的電性連接，也可以是舵機(jī)與控制器之間的電性連接，而本測(cè)試方法用于測(cè)試線纜與關(guān)節(jié)之間、線纜與關(guān)節(jié)連接部件之間、線纜與固定關(guān)節(jié)部件之間、線纜與關(guān)節(jié)裝飾部件之間，或線纜與其他可能產(chǎn)生干涉的部件之間的連接可靠性測(cè)試，同理，也可應(yīng)用于關(guān)節(jié)上不同部件間磨損可靠性測(cè)試，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明應(yīng)用領(lǐng)域的限制。

所述關(guān)節(jié)動(dòng)作表包括最大轉(zhuǎn)角范圍和最大轉(zhuǎn)速的參數(shù)設(shè)置，最大轉(zhuǎn)角范圍，使得單次轉(zhuǎn)動(dòng)中，關(guān)節(jié)單次位移量最大，所述最大轉(zhuǎn)速即關(guān)節(jié)測(cè)試時(shí)所能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速，可更早、更全面的暴露出關(guān)節(jié)連接存在的問題。

所述獲取關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍之前，還包括整機(jī)設(shè)計(jì)觀察的步驟，以排除明顯干涉因素，具體包括：觀察關(guān)節(jié)連接方式、關(guān)節(jié)在結(jié)構(gòu)上允許轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的最大角度、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)過程連接處的間隙變化、以及連接線纜在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的行進(jìn)軌跡。

在本實(shí)施例中，可通過前期整機(jī)設(shè)計(jì)觀察對(duì)關(guān)節(jié)連接處設(shè)計(jì)有整體的了解，同時(shí)排除一些能夠從視覺上發(fā)現(xiàn)的明顯干涉因素，從而及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)糾正。

所述獲取關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍的操作包括：拆解關(guān)節(jié)外部結(jié)構(gòu)，所述關(guān)節(jié)外部結(jié)構(gòu)不涉及與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的功能件，也不涉及在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會(huì)與線纜發(fā)生干涉的零件；如關(guān)節(jié)外部不存在會(huì)影響關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線纜干涉情況觀察的外部結(jié)構(gòu)，可省略對(duì)于外部結(jié)構(gòu)拆解這一操作；找到需測(cè)試的關(guān)節(jié)，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，觀察在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中連接線纜發(fā)生干涉的位置及在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)可能發(fā)生的干涉情況，記錄關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)連接線纜發(fā)生干涉的角度值，得到角度值集，選取角度值集中的最小角度值和最大角度值作為關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍的兩個(gè)端點(diǎn)。

關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線纜與關(guān)節(jié)或其他部件發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，關(guān)節(jié)或其他部件對(duì)線纜摩擦做功，可致線纜老化斷裂。

該操作將轉(zhuǎn)動(dòng)過程中線纜的干涉情況限定于一個(gè)相應(yīng)的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍內(nèi)，在此關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍之外線纜不會(huì)與關(guān)節(jié)或其他部件發(fā)生干涉，從而有利于后續(xù)線纜可靠性檢測(cè)中關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的確定，避免將不發(fā)生干涉的轉(zhuǎn)動(dòng)角也包括在測(cè)試角度中，同時(shí)設(shè)置了最大轉(zhuǎn)速，從而有利于減少測(cè)試時(shí)間，同時(shí)不會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生干擾，保持檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性。

根據(jù)獲取的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍，判斷關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍是否在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的理論值范圍內(nèi)，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的理論值范圍指的是關(guān)節(jié)受外部結(jié)構(gòu)和舵機(jī)本身的限制，在編制所述關(guān)節(jié)動(dòng)作表的時(shí)候關(guān)節(jié)所能夠編制的最大范圍；

若關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的理論值范圍內(nèi)，則編輯關(guān)節(jié)動(dòng)作表的最大轉(zhuǎn)角范圍時(shí)，所述最大轉(zhuǎn)角范圍大于或等于關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍，優(yōu)選所述最大轉(zhuǎn)角范圍等于所述關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍；

若關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍不在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的理論值范圍內(nèi)，則編輯關(guān)節(jié)動(dòng)作表的最大轉(zhuǎn)角范圍時(shí)，所述最大轉(zhuǎn)角范圍保持在理論值范圍內(nèi)并盡量接近關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍。

在本實(shí)施例中，用于表征關(guān)節(jié)連接可靠性的參數(shù)有失效率、可靠度、平均失效間隔時(shí)間、平均失效間隔次數(shù)等，需要說明的是，用于關(guān)節(jié)連接可靠性的表征還有其他多種方式，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。

該關(guān)節(jié)可靠性測(cè)試方法可用于測(cè)試單個(gè)關(guān)節(jié)的連接可靠性測(cè)試，也可用于整機(jī)上多個(gè)關(guān)節(jié)的連接可靠性測(cè)試。

在本實(shí)施例中，根據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)判斷關(guān)節(jié)可靠性是否達(dá)標(biāo)；所述步驟記錄執(zhí)行數(shù)據(jù)包括：

記錄所述測(cè)試時(shí)間內(nèi)關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的時(shí)間間隔，將所述時(shí)間間隔作為平均無故障時(shí)間。

所述關(guān)節(jié)可靠性可通過平均無故障時(shí)間MTBF進(jìn)行表征，通過MTBF與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較；

若MTBF大于或等于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，則關(guān)節(jié)可靠性達(dá)標(biāo)，所述設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值即設(shè)計(jì)工程師根據(jù)產(chǎn)品特性預(yù)設(shè)的一個(gè)產(chǎn)品可靠性的合格值，通過該值判斷產(chǎn)品的合格性；

若MTBF小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，則關(guān)節(jié)可靠性不達(dá)標(biāo)。

采用《GBT 5080.7-1986設(shè)備可靠性試驗(yàn)恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時(shí)間的驗(yàn)證試驗(yàn)方案》中MTBF的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，假定失效率λ為恒定值，平均無故障時(shí)間MTBF的計(jì)算方式為：

$MTBF=\frac{1}{\mathrm{\λ}}$

其中，λ為失效率。

測(cè)試關(guān)節(jié)的失效率函數(shù)λ(t)為：

$\mathrm{\λ}\left(t\right)=\lim \frac{1}{\mathrm{\Δ}t}P(t\<T\≤t+\mathrm{\Δ}t|T\>t)$

其中Δt表示時(shí)間增量；t表示時(shí)間變量；P表示此時(shí)間增量?jī)?nèi)發(fā)生的失效概率，由不同測(cè)試時(shí)間段內(nèi)關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)得到。

另一方面，為了準(zhǔn)確測(cè)量同一批次機(jī)器人某個(gè)關(guān)節(jié)部位的可靠性，可以測(cè)試多個(gè)機(jī)器人相同關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的時(shí)間間隔，求均值作為平均無故障時(shí)間。

若關(guān)節(jié)可靠性達(dá)標(biāo)則結(jié)束測(cè)試；

若關(guān)節(jié)可靠性不達(dá)標(biāo)則對(duì)應(yīng)更改關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，從頭開始重復(fù)測(cè)試。

進(jìn)一步可以通過得到的平均無故障時(shí)間MTBF推測(cè)用戶使用可靠性時(shí)長(zhǎng)。

進(jìn)一步，也可以通過失效率λ表征測(cè)試關(guān)節(jié)的可靠性。

在機(jī)器人產(chǎn)品的研發(fā)過程中，需要不斷進(jìn)行關(guān)節(jié)可靠性測(cè)試，同時(shí)根據(jù)關(guān)節(jié)可靠性測(cè)試來相應(yīng)修改機(jī)器人的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，因此，關(guān)節(jié)可靠性測(cè)試的時(shí)間在機(jī)器人產(chǎn)品的研發(fā)周期占有較大的比重，通過本發(fā)明公開的一種測(cè)試方法能夠盡早的暴露出關(guān)節(jié)連接存在的問題，尤其是線纜與關(guān)節(jié)或其他零件之間的干涉問題，有效地縮短進(jìn)行關(guān)節(jié)可靠性測(cè)試所用的時(shí)間，進(jìn)而縮短研發(fā)解決問題的時(shí)間周期。

在本測(cè)試方法中，進(jìn)行關(guān)節(jié)動(dòng)作表的重復(fù)動(dòng)作前期即可排查是否有干涉，一般1h之內(nèi)即可暴露問題。當(dāng)干涉原因排除后，摩擦力做功導(dǎo)致線纜老化磨損后斷裂成為失效的主要原因。

實(shí)施例2

機(jī)器人整機(jī)上包括有多個(gè)關(guān)節(jié)，在測(cè)試之前，將所述多個(gè)關(guān)節(jié)按順序從1號(hào)開始進(jìn)行順序編號(hào)，以下以2號(hào)關(guān)節(jié)為例，對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行說明。

S1：轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人2號(hào)關(guān)節(jié)，觀察線纜在位移過程中，可能與零部件發(fā)生干涉的位置，并對(duì)應(yīng)記錄發(fā)生干涉位置的對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)的角度值，得到2號(hào)關(guān)節(jié)的角度值集，選取2號(hào)關(guān)節(jié)的角度值集中的最小角度值和最大角度值作為關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍的兩個(gè)端點(diǎn)，得到2號(hào)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍；

S2：根據(jù)S1的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍編輯關(guān)節(jié)動(dòng)作表，所述關(guān)節(jié)動(dòng)作表包括最大轉(zhuǎn)角范圍和最大轉(zhuǎn)速的參數(shù)設(shè)置，所述最大轉(zhuǎn)角范圍為160°，最大轉(zhuǎn)速為160°/1250ms，轉(zhuǎn)速的占空比為1:0；此處所述轉(zhuǎn)速的占空比指的是關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)、停止的時(shí)間占比；設(shè)定測(cè)試時(shí)間，通過執(zhí)行關(guān)節(jié)動(dòng)作表控制2號(hào)關(guān)節(jié)重復(fù)進(jìn)行動(dòng)作，記錄執(zhí)行數(shù)據(jù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)包括：測(cè)試時(shí)間，以及在測(cè)試時(shí)間段內(nèi)2號(hào)關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的個(gè)數(shù)；

S3：根據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)判斷關(guān)節(jié)可靠性是否達(dá)標(biāo)；

得到2號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₁＝37.5h，采用平均無故障時(shí)間MTBF對(duì)關(guān)節(jié)可靠性進(jìn)行表征。采用《GBT 5080.7-1986設(shè)備可靠性試驗(yàn)恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時(shí)間的驗(yàn)證試驗(yàn)方案》中MTBF的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，假定失效率λ為恒定值，所述平均無故障時(shí)間MTBF為：

$MTBF=\frac{1}{\mathrm{\λ}}$

所述測(cè)試關(guān)節(jié)的失效率函數(shù)λ(t)為：

$\mathrm{\λ}\left(t\right)=\lim \frac{1}{\mathrm{\Δ}t}P(t\<T\≤t+\mathrm{\Δ}t|T\>t)$

其中Δt表示時(shí)間增量；t表示時(shí)間變量；P表示此時(shí)間增量?jī)?nèi)發(fā)生的失效概率，由測(cè)試時(shí)間段內(nèi)關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)得到。

同理，通過同樣的方法對(duì)5號(hào)關(guān)節(jié)進(jìn)行測(cè)試，設(shè)置5號(hào)關(guān)節(jié)的最大轉(zhuǎn)角范圍為160°，最大轉(zhuǎn)速為160°/1250ms，轉(zhuǎn)速的占空比為1:0；得到5號(hào)關(guān)節(jié)平均無故障時(shí)間MTBF₂＝50h；

通過同樣的方法對(duì)其余各個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行測(cè)試，得到各個(gè)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間。

測(cè)試結(jié)果參見圖2所示。

對(duì)比例1

機(jī)器人整機(jī)上包括有多個(gè)關(guān)節(jié)，在測(cè)試之前，將所述多個(gè)關(guān)節(jié)按順序從1號(hào)開始進(jìn)行順序編號(hào)，以下以2號(hào)關(guān)節(jié)為例，對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行說明：

S1：選取機(jī)器人常用的舞蹈動(dòng)作表，其中最大轉(zhuǎn)角范圍為86.25°，最大轉(zhuǎn)速為86.25°/1000ms，轉(zhuǎn)速的占空比為1:1；設(shè)定測(cè)試時(shí)間，通過執(zhí)行舞蹈動(dòng)作表控制2號(hào)關(guān)節(jié)重復(fù)進(jìn)行動(dòng)作，記錄執(zhí)行數(shù)據(jù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)包括：測(cè)試時(shí)間，以及在不同測(cè)試時(shí)間段內(nèi)2號(hào)關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的個(gè)數(shù)；

S2：根據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)判斷關(guān)節(jié)可靠性是否達(dá)標(biāo)；

采用平均無故障時(shí)間MTBF對(duì)關(guān)節(jié)可靠性進(jìn)行表征，采用《GBT 5080.7-1986設(shè)備可靠性試驗(yàn)恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時(shí)間的驗(yàn)證試驗(yàn)方案》中MTBF的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，假定失效率λ為恒定值，所述平均無故障時(shí)間MTBF的計(jì)算方式為：

$MTBF=\frac{1}{\mathrm{\λ}}$

所述測(cè)試關(guān)節(jié)的失效率函數(shù)λ(t)為：

$\mathrm{\λ}\left(t\right)=\lim \frac{1}{\mathrm{\Δ}t}P(t\<T\≤t+\mathrm{\Δ}t|T\>t)$

其中Δt表示時(shí)間增量；t表示時(shí)間變量；P表示此時(shí)間增量?jī)?nèi)發(fā)生的失效概率，由測(cè)試時(shí)間內(nèi)關(guān)節(jié)發(fā)生不可恢復(fù)故障的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)得到；

通過測(cè)試得到2號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₃＝190h。

同理，通過同樣的方法對(duì)5號(hào)關(guān)節(jié)進(jìn)行測(cè)試，設(shè)置5號(hào)關(guān)節(jié)的最大轉(zhuǎn)角范圍為86.25°，最大轉(zhuǎn)速為86.25°/1000ms，轉(zhuǎn)速的占空比為1:1；得到5號(hào)關(guān)節(jié)平均無故障時(shí)間MTBF₄＝272h；

通過同樣的方法對(duì)其余各個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行測(cè)試，得到各個(gè)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間。

測(cè)試結(jié)果參見圖3所示。

測(cè)試結(jié)果分析

圖2為實(shí)施例2得到的測(cè)試結(jié)果；圖3為對(duì)比例1得到的測(cè)試結(jié)果；由圖2可知機(jī)器人整機(jī)的各個(gè)關(guān)節(jié)中，2號(hào)關(guān)節(jié)和5號(hào)關(guān)節(jié)的可靠性時(shí)長(zhǎng)較低，故機(jī)器人整機(jī)的可靠性受限于2號(hào)關(guān)節(jié)和5號(hào)關(guān)節(jié)的可靠性；由圖3可知，截止至272h，除2號(hào)關(guān)節(jié)和5號(hào)關(guān)節(jié)外，其他關(guān)節(jié)未出現(xiàn)不可恢復(fù)故障。故采用2號(hào)關(guān)節(jié)和5號(hào)關(guān)節(jié)為例進(jìn)行測(cè)試結(jié)果分析：

圖2和圖3表現(xiàn)出機(jī)器人整機(jī)的可靠性均受限于2號(hào)關(guān)節(jié)和5號(hào)關(guān)節(jié)的可靠性，且實(shí)施例1得到的2號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₁＝37.5h，實(shí)施例1得到的5號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₂＝50h，對(duì)比例1得到的2號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₃＝190h，對(duì)比例1得到的5號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₄＝272h；可知，通過采用本測(cè)試方法能夠使2號(hào)關(guān)節(jié)提前152.5h暴露可靠性問題，使5號(hào)關(guān)節(jié)提前222h暴露可靠性問題，且暴露的失效原因相同，大大節(jié)約研發(fā)解決問題的時(shí)間。

以下通過與理論值比對(duì)分析本測(cè)試方法的合理性：

摩擦力做功是導(dǎo)致線纜老化磨損的主要原因，而摩擦力做功為

W＝F*s＝F*r*θ＝F*r*w*t₁

其中，W表示摩擦力所做的功，F(xiàn)表示摩擦力，r表示關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，θ表示時(shí)間t₁內(nèi)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，w表示角速度，t₁表示測(cè)試時(shí)間內(nèi)的干涉做功時(shí)長(zhǎng)。

由于實(shí)施例2和對(duì)比例1中測(cè)試同一關(guān)節(jié)時(shí)采用同一型號(hào)的連接線纜，故實(shí)施例2和對(duì)比例1中連接線纜的抗摩擦力可靠性相同，所受摩擦力相同，每轉(zhuǎn)動(dòng)1°關(guān)節(jié)拉動(dòng)線纜產(chǎn)生的位移相同，即

W₁＝W₂

F₁＝F₂

其中，W₁表示實(shí)施例2中摩擦力做功，W₂表示對(duì)比例1中摩擦力做功，F(xiàn)₁表示實(shí)施例2中摩擦力，F(xiàn)₂表示對(duì)比例1中摩擦力。

實(shí)施例2中轉(zhuǎn)速的占空比為1:0，對(duì)比例1中轉(zhuǎn)速的占空比為1:1，故

$w_1*t_2=w_2*\frac{t_3}{2}$

其中，w₁表示實(shí)施例2中角速度，w₂表示對(duì)比例1中角速度，t₂表示實(shí)施例2中理論運(yùn)行時(shí)間，t₃表示對(duì)比例1中理論運(yùn)行時(shí)間。

得到實(shí)施例2與對(duì)比例1理論運(yùn)行時(shí)間之比為

而實(shí)際測(cè)試中，實(shí)施例2得到的2號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₁＝37.5h，對(duì)比例1得到的2號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₃＝37.5h，可知，測(cè)試中2號(hào)關(guān)節(jié)的運(yùn)行時(shí)間之比為MTBF₁/MTBF₃＝190/37.5≈5.07

實(shí)際測(cè)試中，實(shí)施例2得到的5號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₂＝50h，對(duì)比例1得到的5號(hào)關(guān)節(jié)的平均無故障時(shí)間MTBF₄＝272h，可知，測(cè)試中5號(hào)關(guān)節(jié)的運(yùn)行時(shí)間之比為MTBF₂/MTBF₄＝272/50≈5.44

理論值4.64與實(shí)測(cè)值5.07、5.44很接近，證明通過本發(fā)明提供的一種關(guān)節(jié)連接可靠性測(cè)試方法得到的測(cè)試結(jié)果可信度高，因此可通過本極限測(cè)試思想，盡可能早的發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)失效性，暴露問題，提高測(cè)試效率，同時(shí)也可以通過極限測(cè)試與理論運(yùn)行時(shí)間之比，進(jìn)一步推測(cè)出機(jī)器在正常使用中的可靠性時(shí)間。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。