一种机器人用动力组件的测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种机器人用动力组件的测试装置，尤其是测试选配的电机及减速器组件在工况负载条件下性能的测试装置。

背景技术：

近年来，国产的机器人产业爆炸式发展，机器人核心零部件的生产商越来越多。虽然国内厂商在价格上占据绝对优势，但各厂商生产的零部件质量参差不齐，有必要对这些产品做一些性能方面的测试，特别是产品在工况负载下的可靠性。

在实际工作中，机器人频繁地加减速，六轴工业机器人关节处的动力组件承受着动态的负载转矩，瞬态转矩经常会高于电机的额定转矩，需要模拟真实的负载环境来测试选定的电机及减速器组件。

因此，本实用新型的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种机器人用动力组件的测试装置，其可以测试机器人选定电机及减速器组件在工况负载条件下的性能。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种机器人用动力组件的测试装置，包括：至少一测试本体，所述测试本体包括底座、安装座、动力组件、负载机构、输出轴，其中所述安装座和所述负载机构均固定设置在所述底座上，所述动力组件设置在所述安装座上，并且所述动力组件与所述负载机构之间通过所述输出轴进行连接，所述输出轴、所述动力组件、所述负载机构三者的轴向方向一致。

优选地，所述负载机构为可调整负载转矩大小的磁粉制动器，其下端设有固定板，通过所述固定板实现与所述底座的固定连接。

优选地，还包括测试控制系统，所述控制系统包括控制器和与之连接的驱动器，所述控制器通过IO口通讯连接所述负载机构。

优选地，所述安装座包括安装板和底板，所述安装板与所述底板垂直连接，所述底板固定设置在所述底座上；所述安装板上端设有一安装部，该安装部与所述输出轴和所述动力组件相匹配；所述动力组件通过该安装部与所述输出轴连接。

优选地，所述安装座还包括一呈三角形板状的肋板，其设置在所述安装板和所述底板之间，并分别与二者固定连接。

优选地，所述肋板通过螺钉实现与所述安装板和所述底板的固定连接。

优选地，所述控制器为六轴工业机器人控制器。

优选地，所述动力组件包括电机和减速器。

优选地，所述电机为伺服电机。

优选地，所述减速器为谐波减速器。

采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果：

本实用新型所述的机器人用动力组件的测试装置，结构简单，可以测试机器人选定电机及减速器组件在工况负载条件下的性能。另外，一台控制器可以同时控制多个测试本体，可以大大提高测试效率，降低试验成本。整套装置可作为机器人研发阶段，控制器的参数调试设备用。

附图说明

图1为本实用新型所述的测试本体的总体结构示意图；

图2为本实用新型所述的测试本体的爆炸示意图；

图3为本实用新型所述的动力组件的结构示意图；

图4为本实用新型所述的安装座的结构示意图；

图5为本实用新型测试控制系统的结构示例图；

图6为本实用新型的工作原理流程图。

图中：动力组件1、输出轴2、安装座3、负载机构4、底座5；

谐波减速器2-1、紧定螺钉2-2、压板2-3、第一螺钉2-4、第一键2-5、第二螺钉2-6、转接轴2-7、第二键2-8、过渡法兰2-9、电机2-10；

安装板3-1、第三螺钉3-2、肋板3-3、底板3-4；固定板4-1。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图4所示，为符合本实用新型的一种机器人用动力组件1的测试装置，包括：至少一测试本体，所述测试本体包括底座5、安装座3、动力组件1、负载机构4、输出轴2，其中所述安装座3和所述负载机构4均固定设置在所述底座5上，所述动力组件1设置在所述安装座3上，并且所述动力组件1与所述负载机构4之间通过所述输出轴2进行连接，所述输出轴2、所述动力组件1、所述负载机构4三者的轴向方向一致。

优选地，所述负载机构4为可调整负载转矩大小的磁粉制动器，磁粉制动器的负载转矩可通过调节励磁电流来调整，负载大小根据虚拟仿真获得的负载数据来动态控制。磁粉制动器下端设有固定板4-1，通过所述固定板4-1 实现与所述底座5的固定连接。

优选地，还包括测试控制系统，所述控制系统包括控制器和与之连接的驱动器，所述控制器通过IO口通讯连接所述负载机构4。仿真所获得的负载数据是在仿真软件中先建好机器人模型，通过运行测试程序预先得到的数据。

优选地，所述安装座3包括安装板3-1和底板3-4，所述安装板3-1与所述底板3-4垂直连接，所述底板3-4固定设置在所述底座5上；所述安装板 3-1上端设有一安装部，该安装部与所述输出轴2和所述动力组件1相匹配；所述动力组件1通过该安装部与所述输出轴2连接。

优选地，所述安装座3还包括一呈三角形板状的肋板3-3，其设置在所述安装板3-1和所述底板3-4之间，并分别与二者固定连接。通过该肋板3-3，同时还可以起到加固整个装置的作用。

优选地，所述肋板3-3通过第三螺钉3-2实现与所述安装板3-1和所述底板3-4的固定连接。

优选地，所述控制器为六轴工业机器人控制器。

优选地，所述动力组件1包括电机和减速器。

优选地，所述电机为伺服电机。

优选地，所述减速器为谐波减速器。

在一优选实施例中，如图3所示，为测试本体中的动力组件1，包括谐波减速器2-1、紧定螺钉2-2、压板2-3、第一螺钉2-4、第一键2-5、第二螺钉2-6、转接轴2-7、第二键2-8、过渡法兰2-9、电机2-10，电机及减速器采用直连方式。电机为200W伺服电机，减速器为实轴输出型谐波减速器，减速器规格代号为17，测试装置可以测试同规格不同品牌的选定电机及减速器，也可以选不同规格的减速器及电机，做性能对比测试。本实施例中的所述测试本体中电机和减速器的连接方式采用了直连方式，当然也可以采用同步带传动方式、齿轮传动等其他传动方式，由于其为常规手段，本领域技术人员应当知晓，故本实施例对此不作限定。

测试控制系统包括控制器和驱动器，本实施例直接使用了一套汇博 HB03-760-C10型六轴工业机器人的控制器和驱动器，测试本体的动力线和信号线直接通过航插接口与控制器相连。若只有一台测试本体与控制器相连，则其余五轴需要被虚拟掉，成为虚拟轴。

如图5所示，为一种机器人用动力组件1的测试装置的结构原理图，测试装置的控制系统采用六轴工业机器人控制器。控制系统的3轴连接测试本体，其余五轴均为虚拟轴。控制器通过IO口通讯连接磁粉制动器的励磁电流控制模块。

如图6所示，为测试系统的工作原理流程图，在测试前，需要仿真出机器人的负载数据。测试程序为机器人的一段动作程序，先在仿真软件中建好机器人模型，然后对所建立的仿真模型运行测试程序，获得各关节上的负载数据。然后以所获得的负载数据为依据，控制磁粉制动器的励磁电流。在测试时，控制器启动测试程序，同时通过IO口发出启动信号，磁粉制动器的励磁电流控制模块接受到IO信号，开始激发对应的励磁电流。电机及减速器组件便在工况负载转矩下工作了。

测试时，系统直接运行机器人的测试程序，测试本体将执行机器人3轴所对应的动作，同时控制器内部IO口发出信号，励磁电流控制模块接收到信号后控制磁粉制动器产生动态转矩，实现对机器人三轴所选电机及减速器组件性能的独立测试。

测试系统连续运行100个小时，以测试过程中电机及减速器部位的温度、整机系统的噪音作为评价依据。

控制器可同时控制六个测试本体，提高测试效率。

作为优选方案，测试本体中电机和减速器的连接方式采用了直连方式，缩小测试装置的体积；负载用磁粉制动器来控制，能够动态再现机器人在实际使用中负载转矩的变化。

本实用新型提供了一种测试选定电机及减速器组件在工况条件下的负载能力及可靠性的方法。可以让机器人设计研发单位在研发初始阶段就能对所要设计的机器人的各个关节进行独立的可靠性测试。此外，一台控制器可以同时控制多个测试本体，可以大大提高测试效率，降低试验成本。整套装置可作为机器人研发阶段，控制器的参数调试设备用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。