本發(fā)明涉及傳感器標(biāo)定，尤其涉及一種多維力傳感器的現(xiàn)場快速標(biāo)定組合式裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在被測工業(yè)機器人領(lǐng)域，多維力傳感器是一種直接測量被測工業(yè)機器人在動態(tài)條件下受力情況的有效工具，能夠?qū)崟r輸出被測工業(yè)機器人與目標(biāo)對象之間相互作用的多維力或力矩，可用于精密裝配、物料搬運、焊接、打磨等工藝操作。通常，多維力傳感器在使用前需要進行標(biāo)定，以確定傳感器的輸入輸出關(guān)系，因此加載標(biāo)定裝置在傳感器標(biāo)定過程中十分重要。

2、被測工業(yè)機器人在使用一段時間之后可能出現(xiàn)多維力傳感器不準的情況，需要對多維力傳感器進行重新標(biāo)定。目前，現(xiàn)有的同類裝置中，大都需要將多維力傳感器從被測工業(yè)機器人上拆除后進行標(biāo)定，雖然標(biāo)定后的多維力傳感器本身的準確度高，但是再次將標(biāo)定完的多維力傳感器安裝到被測工業(yè)機器人上后，可能會引入一系列人為的安裝誤差，且多維力傳感器拆除安裝較為繁瑣，嚴重影響工業(yè)生產(chǎn)的工作進度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種多維力傳感器的現(xiàn)場快速標(biāo)定組合式裝置及方法，能夠快速對多維力傳感器進行標(biāo)定。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種多維力傳感器的現(xiàn)場快速標(biāo)定組合式裝置，包括有工作臺以及設(shè)置在工作臺上方的頂板，所述裝置的xyz坐標(biāo)系的方向為：y軸方向為工作臺向被測工業(yè)機器人延伸的方向，x軸方向為水平面內(nèi)與y軸垂直的方向，z軸方向為垂直于水平面的方向；

4、所述工作臺頂部和頂板底部分別設(shè)置有能夠擺動的連接組件，每一所述連接組件分別連接有標(biāo)準力傳感器，每一所述標(biāo)準力傳感器分別通過一個球頭組件連接有一根鋼絲繩，兩根鋼絲繩共同連接有與被測工業(yè)機器人相連接的加載組件，兩個所述標(biāo)準力傳感器對稱設(shè)置在加載組件的上下兩側(cè)；

5、所述被測工業(yè)機器人末端沿x軸或y軸方向移動或被測工業(yè)機器人末端旋轉(zhuǎn)時，加載后的鋼絲繩與加載前的鋼絲繩存在夾角，所述裝置還包括有用于識別鋼絲繩角度變化的角度識別組件。

6、進一步的，每一所述連接組件均包括有連接座和球軸部，所述球軸部由球體部、連接桿和底座組成，所述連接桿固定連接在球體部和底座之間，所述連接座開設(shè)有球形槽，所述球體部安裝在球形槽內(nèi)，所述底座的底部連接有封蓋，所述封蓋具有一個容納空間，所述標(biāo)準力傳感器安裝在容納空間內(nèi)，所述鋼絲繩的一端穿透封蓋延伸到容納空間的外側(cè)。

7、進一步的，所述標(biāo)準力傳感器頂部設(shè)置有球頭組件，所述球頭組件包括有母球頭和公球頭，所述母球頭的底部為平面，所述母球頭的底部與標(biāo)準力傳感器連接，所述母球頭的頂部為球形凹面，所述公球頭的底部為球形凸面，所述球形凹面與球形凸面球面接觸，所述公球頭的頂部開設(shè)有安裝槽，所述鋼絲繩遠離加載組件的一端固定在安裝槽內(nèi)。

8、進一步的，所述加載組件包括有加載球和加載桿，兩根所述鋼絲繩分別連接在加載球的上下兩側(cè)，所述加載球鉸接有卡扣，所述加載桿與被測工業(yè)機器人的末端連接，所述加載桿的外壁環(huán)形陣列設(shè)置有若干個卡槽，所述卡扣卡接在卡槽內(nèi)。

9、進一步的，所述加載球外壁開設(shè)有兩個容納腔，兩個所述容納腔分別設(shè)置在加載球的兩側(cè)，每一所述容納腔內(nèi)均設(shè)置有一個銷軸，所述卡扣分為左卡扣和右卡扣，所述左卡扣和右卡扣分別設(shè)置在兩個容納腔內(nèi)，且所述左卡扣和右卡扣分別與對應(yīng)的銷軸轉(zhuǎn)動連接；

10、所述加載組件還包括有鎖緊螺桿，所述鎖緊螺桿與加載球轉(zhuǎn)動連接，且所述鎖緊螺桿的兩個端部分別位于兩個容納腔內(nèi)；

11、所述鎖緊螺桿的其中一端部設(shè)置有左旋螺紋，所述鎖緊螺桿的另一端部設(shè)置有右旋螺紋，所述左卡扣鉸接有左旋滑塊，所述左旋滑塊與左旋螺紋螺旋連接，所述右卡扣鉸接有右旋滑塊，所述右旋滑塊與左旋螺紋螺旋連接。

12、進一步的，所述左旋滑塊安裝在左卡扣內(nèi)部，所述右旋滑塊安裝在右卡扣內(nèi)部，所述左旋滑塊和右旋滑塊的上下兩端均為球狀凸起，所述左旋滑塊和右旋滑塊的前后兩端分別設(shè)置有用于防止跟隨鎖緊螺桿轉(zhuǎn)動的第一平面。

13、進一步的，所述工作臺底部設(shè)置有腳輪。

14、進一步的，所述角度識別組件為工業(yè)相機、角度傳感器或測角儀；

15、若所述角度識別組件為工業(yè)相機，則所述工業(yè)相機安裝在工作臺頂部；

16、若所述角度識別組件為角度傳感器，則所述角度傳感器與底座連接，且所述角度傳感器設(shè)置有兩個，其中一所述角度傳感器用于識別鋼絲繩x軸方向的角度變化，另一所述角度傳感器用于識別鋼絲繩y軸方向的角度變化。

17、進一步的，還包括有用于顯示標(biāo)定數(shù)據(jù)的顯示儀表，所述顯示儀表連接在頂板底部。

18、第二方面，本發(fā)明提供了一種多維力傳感器的現(xiàn)場快速標(biāo)定方法，基于第一方面中所述的多維力傳感器的現(xiàn)場快速標(biāo)定組合式裝置，被檢多維力傳感器的坐標(biāo)系的方向為：軸方向為與z軸相平行的方向，軸方向為與x軸相平行的方向，軸方向為與y軸相平行的方向；

19、所述標(biāo)定方法包括有如下步驟：

20、s1、將所述加載桿安裝在被測工業(yè)機器人末端的被檢多維力傳感器上，操控被測工業(yè)機器人移動，使得所述加載桿的另一端移動至加載球中心，并通過卡扣使加載球和加載桿固定連接；

21、s2、操控被測工業(yè)機器人末端沿著y軸方向移動，此時的鋼絲繩與初始狀態(tài)下的鋼絲繩存在第一夾角，且上下對稱的兩個標(biāo)準力傳感器同時受力，角度識別組件識別第一夾角的角度，并反饋給計算機，計算機通過受力分析計算出被檢多維力傳感器軸方向的加載力，隨后，操控被測工業(yè)機器人恢復(fù)到初始位置；

22、s3、操控被測工業(yè)機器人末端沿著z軸方向移動，鋼絲繩繃緊后，通過標(biāo)準力傳感器測得被檢多維力傳感器軸方向的加載力，并反饋給計算機，計算機根據(jù)加載力計算出繞被檢多維力傳感器軸方向的加載力矩，隨后，操控被測工業(yè)機器人恢復(fù)到初始位置；

23、s4、打開卡扣，控制被測工業(yè)機器人末端繞軸方向旋轉(zhuǎn)90°，使被檢多維力傳感器軸方向與z軸相平行，被檢多維力傳感器軸方向與x軸相平行，隨后，固定卡扣，使加載球和加載桿固定連接；

24、s5、操控被測工業(yè)機器人末端沿著z軸方向移動，鋼絲繩繃緊后，通過標(biāo)準力傳感器測得被檢多維力傳感器軸方向的加載力，并反饋給計算機，計算機根據(jù)加載力計算出繞被檢多維力傳感器軸方向的加載力矩，隨后，操控被測工業(yè)機器人恢復(fù)到初始位置；

25、s6、操控被測工業(yè)機器人末端繞軸方向旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩繃緊后，此時的鋼絲繩與初始狀態(tài)下的鋼絲繩存在第二夾角，且上下對稱的兩個標(biāo)準力傳感器受力，角度識別組件識別第二夾角的角度，并反饋給計算機，計算機通過受力分析計算出繞被檢多維力傳感器軸方向的加載力矩；

26、s7、通過步驟s1至s6的操作，可以獲得、、、、和六個標(biāo)定數(shù)據(jù)；獲得六個標(biāo)定數(shù)據(jù)后，通過數(shù)據(jù)的運算處理，對被檢多維力傳感器標(biāo)定。

27、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

28、將加載部件與被測工業(yè)機器人連接后，能夠通過被測工業(yè)機器人末端的運動，實現(xiàn)對被測工業(yè)機器人本身的多維力傳感器的加載及標(biāo)定。與現(xiàn)有的多維力傳感器標(biāo)定裝置相比，本發(fā)明的裝置無需從被測工業(yè)機器人上拆除多維力傳感器，避免引入人為的安裝誤差。并且，本裝置還簡化了多維力傳感器的標(biāo)定工作，減少對工業(yè)生產(chǎn)的影響。