一种用于工业机器人抖动分析的8通道抖动测量系统的制作方法

本实用新型涉及工业机器人技术领域，具体是指一种用于工业机器人抖动分析的8通道抖动测量系统。

背景技术：

机器人产业的发展水平已成为衡量一个国家和地区工业化水平的重要标志，近年来，我国机器人产业发展迅速，涌现了许多机器人生产厂商，所生产的机器人品种多样，功能不尽相同。

工业机器人由于减速机等柔性环节的存在，在定位时极易在末端甚至整个装置都发生抖动现象，极大地降低工业机器人的工作性能。为此，必须对工业机器人的抖动特性进行准确测量，再根据测量结果分析消除抖动的解决方案。目前，现有技术中还没有专用的设备用于测量工业机器人的抖动现象。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种用于工业机器人抖动分析的8通道抖动测量系统，可实现工业机器人抖动特性的准确测量。

本实用新型实施例提供一种用于工业机器人抖动分析的8通道抖动测量系统，所述系统包括八个三向加速度传感器、抖动测量仪和模数转换模块，所述八个三向加速度传感器的输出端分别与所述抖动测量仪的输入端相连接，所述抖动测量仪的输出端与所述模数转换模块的输入端相连接；

所述工业机器人包括底座、第一机械臂和第二机械臂，所述底座和第一机械臂之间通过第一关节相连接，所述第一机械臂和第二机械臂通过第二关节相连接，所述底座上设置有一个所述三向加速度传感器，所述第一机械臂上设置有三个所述三向加速度传感器，所述第二机械臂上设置有三个所述三向加速度传感器，所述第二机械臂的末端设置有一个所述三向加速度传感器。

可选地，所述第一机械臂上开设有三条第一纵向导轨，所述三条第一纵向导轨分别均匀地分布于所述第一机械臂的圆周上，所述三条第一纵向导轨之间设置有三条第一横向导轨，所述三条第一横向导轨分别与所述三条第一纵向导轨相连通，所述第一机械臂上的三个三向加速度传感器可在所述第一横向导轨和第一纵向导轨中移动。

可选地，所述第一横向导轨的两侧分别设置有多个第一固定扣，所述第一机械臂上的三向加速度传感器的背面的上方和下方均设置有第二固定扣，所述第一机械臂上的三向加速度传感器的背面还设置有滑块，所述第一机械臂上的三向加速度传感器移动至设定位置时，所述三向加速度传感器的第二固定扣分别与一第一横向导轨的第一固定扣对应固定。

可选地，所述第一固定扣和第二固定扣为相对应的粘扣，或所述第一固定扣和第二固定扣为相对应的卡扣，或所述第一固定扣和第二固定扣为相对应的磁铁。

可选地，所述第二机械臂上开设有三条第二纵向导轨，所述三条第二纵向导轨分别均匀地分布于所述第二机械臂的圆周上，所述三条第二纵向导轨之间设置有三条第二横向导轨，所述三条第二横向导轨分别与所述三条第二纵向导轨相连通，所述第二机械臂上的三个三向加速度传感器可在所述第二横向导轨和第二纵向导轨中移动。

可选地，所述第二横向导轨的两侧分别设置有多个第三固定扣，所述第二机械臂上的三向加速度传感器的背面的上方和下方均设置有第四固定扣，所述第二机械臂上的三向加速度传感器的背面还设置有滑块，所述第二机械臂上的三向加速度传感器移动至设定位置时，所述三向加速度传感器的第四固定扣分别与一第二横向导轨的第三固定扣对应固定。

可选地，所述第三固定扣和第四固定扣为相对应的粘扣，或所述第三固定扣和第四固定扣为相对应的卡扣，或所述第三固定扣和第四固定扣为相对应的磁铁。

可选地，所述系统还包括FPGA控制器，所述FPGA控制器的输入端与所述模数转换模块的输出端相连接。

可选地，所述系统还包括DSP控制器，所述DSP控制器的输入端与所述FPGA控制器的输出端相连接。

可选地，所述系统还包括上位机，所述DSP控制器通过USB连接线与所述上位机相连接。

采用了该实用新型中的用于工业机器人抖动分析的8通道抖动测量系统，具有如下有益效果：

本实用新型通过将三向加速度传感器分别置于待测工业机器人的不同测量位置，可以获得八个目标点的振动信号；八个三项加速度传感器分别设置于不同的部位，同时设置在机械臂上的加速度传感器可以根据需要进行移动，测量不同位置点的振动信号，测量更加准确和全面；八个三向加速度传感器将振动信号传递给抖动测量仪，通过测量仪内部的信号调理电路对振动信号进行滤波、放大等处理后，由模数转换模块完成振动信号的模数转换，转换后的数字信号可以进一步经FPGA采集后根据一定的控制要求送入DSP控制器，DSP控制器根据上位机程序设定的要求将数据经USB总线传送给上位机，从而获得工业机器人的抖动特性；本实用新型的8通道抖动测量仪结构简单，使用方便，适用于大规模推广应用。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的用于工业机器人抖动分析的8通道抖动测量系统的原理图；

图2为本实用新型一实施例的用于工业机器人抖动分析的8通道抖动测量系统中各个三向加速度传感器在工业机器人上的分布示意图；

图3为本实用新型一实施例的第一机械臂上加速度传感器的后视图；

图4为本实用新型一实施例的第一机械臂上加速度传感器的侧视图。

附图标记：

1 第一机械臂； 11 第一纵向导轨； 12 第一横向导轨；

13 第一机械臂上的三向加速度传感器； 131 滑块； 132 第二固定扣；

14 第一固定扣；

2 底座；21 底座上的三向加速度传感器；

3 第二机械臂； 31 第二纵向导轨； 32 第二横向导轨；

33 第二机械臂上的三向加速度传感器； 34 第三固定扣；

41 第二机械臂末端的三向加速度传感器

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的结构、部件、步骤、方法等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、部件或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种用于工业机器人抖动分析的8通道抖动测量系统，所述系统包括八个三向加速度传感器、抖动测量仪和模数转换模块（如图1中的ADC，Analog-to-Digital Converter），所述八个三向加速度传感器的输出端分别与所述抖动测量仪的输入端相连接，所述抖动测量仪的输出端与所述模数转换模块的输入端相连接。抖动测量仪可以采用现有技术中已有的抖动测量仪，输入为加速度测量数据，输出为各项抖动指标，例如采用混合信号示波器。抖动测量仪输出的振动信号为模拟信号，需要通过模数转换模块将模拟量转换为数字量。测量仪内部设有信号调理电路，可以对加速度测量数据进行滤波和放大等处理。

如图2~4所示，示出了本实用新型一实施例的工业机器人的加速度传感器的分布。其中，图3和图4示出了第一机械臂1上加速度传感器13的结构。可理解的是，在该实施例中，第二机械臂3上加速度传感器33的结构也与图3和图4中示出的结构类似。在该实施例中，所述工业机器人包括底座2、第一机械臂1和第二机械臂3，所述底座2和第一机械臂1之间通过可旋转的第一关节相连接，所述第一机械臂1和第二机械臂3通过可旋转的第二关节相连接，由此第二机械臂3具有多个自由度。所述底座2上设置有一个所述三向加速度传感器21，所述第一机械臂1上设置有三个所述三向加速度传感器13，所述第二机械臂3上设置有三个所述三向加速度传感器33，所述第二机械臂3的末端设置有一个所述三向加速度传感器41。

在该实施例中，所述第一机械臂1上开设有三条第一纵向导轨11，所述三条第一纵向导轨11分别均匀地分布于所述第一机械臂1的圆周上，所述三条第一纵向导轨11之间设置有三条第一横向导轨12，所述三条第一横向导轨12分别与所述三条第一纵向导轨11相连通，所述第一机械臂1上的三个三向加速度传感器13可在所述第一横向导轨12和第一纵向导轨11中移动。在图2中示出了一条第一纵向导轨11和三条第一横向导轨12的分布，每两条第一纵向导轨11之间的间距是固定的。三个三向加速度传感器13分别设置在每两条第一纵向导轨11之间。

在该实施例中，所述第一横向导轨12的两侧分别设置有多个第一固定扣14，所述第一机械臂1上的三向加速度传感器13的背面的上方和下方均设置有第二固定扣132，所述第一机械臂1上的三向加速度传感器13的背面还设置有滑块131，所述第一机械臂1上的三向加速度传感器移动至设定位置时，所述三向加速度传感器13的第二固定扣132分别与一第一横向导轨12的第一固定扣14对应固定。

在该实施例中，所述第一固定扣14和第二固定扣132为相对应的粘扣，或所述第一固定扣14和第二固定扣132为相对应的卡扣，或所述第一固定扣14和第二固定扣132为相对应的磁铁。第一固定扣14和第二固定扣132为相对应的粘扣时，即类似魔术贴的组合，第一固定扣14具有细小柔软的纤维，第二固定扣132具有较硬带钩的刺毛，或者第一固定扣14具有较硬带钩的刺毛，第二固定扣14具有细小柔软的纤维。所述第一固定扣14和第二固定扣132为相对应的卡扣时，第一固定扣14具有卡槽，第二固定扣132具有卡块，或第一固定扣14具有卡块，第二固定扣132具有卡槽。所述第一固定扣14和第二固定扣132为相对应的磁铁，即第一固定扣14和第二固定扣132分别为磁铁，且相对的两个表面磁性相反，可以互相吸引。因此，在该实施例中，第一固定扣14和第二固定扣132之间是可拆卸的连接，施加一定的力可以将第二固定扣132与第一固定扣14分离，而将第一机械臂1上的三向加速度传感器13在第一横向导轨12和第一纵向导轨11中自由移动。

在该实施例中，所述第二机械臂3上开设有三条第二纵向导轨31，所述三条第二纵向导轨31分别均匀地分布于所述第二机械臂3的圆周上，所述三条第二纵向导轨31之间设置有三条第二横向导轨32，所述三条第二横向导轨32分别与所述三条第二纵向导轨31相连通，所述第二机械臂3上的三个三向加速度传感器33可在所述第二横向导轨32和第二纵向导轨31中移动。在图2中示出了一条第二纵向导轨31和三条第二横向导轨32的分布，每两条第二纵向导轨31之间的间距是固定的。三个三向加速度传感器33分别设置在每两条第二纵向导轨31之间。

在该实施例中，所述第二横向导轨32的两侧分别设置有多个第三固定扣34，所述第二机械臂3上的三向加速度传感器33的背面的上方和下方均设置有第四固定扣，所述第二机械臂3上的三向加速度传感器33的背面还设置有滑块，所述第二机械臂3上的三向加速度传感器移动至设定位置时，所述三向加速度传感器33的第四固定扣分别与一第二横向导轨32的第三固定扣34对应固定。

在该实施例中，所述第三固定扣34和第四固定扣为相对应的粘扣，或所述第三固定扣34和第四固定扣为相对应的卡扣，或所述第三固定扣34和第四固定扣为相对应的磁铁。当第三固定扣34和第四固定扣为相对应的粘扣时，将两者分离时，只需要克服粘扣之间的粘附力，第三固定扣34和第四固定扣为相对应的卡扣时，将两者分离时，可以将卡块从卡槽中取出即可，第三固定扣34和第四固定扣为相对应的磁铁时，将两者分离时，施加克服两者之间磁力的外力即可。

在该实施例中，所述系统还包括FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）控制器，所述FPGA控制器的输入端与所述模数转换模块的输出端相连接。

在该实施例中，所述系统还包括DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）控制器，所述DSP控制器的输入端与所述FPGA控制器的输出端相连接。

在该实施例中，所述系统还包括上位机，所述DSP控制器通过USB连接线与所述上位机相连接。

在使用本实用新型的抖动测量系统测量工业机器人的抖动信号时，可以先选定第一机械臂和第二机械臂上六个三向加速度传感器的位置，然后将第一机械臂和第二机械臂上的各个加速度传感器分别进行移动，移动至选定的位置，然后开始测量。在测量一段时间后，可以根据需要调整一个或多个三向加速度传感器的位置，从而进行多个位置多种角度的测量，更全面地测量工业机器人的抖动信号。本实用新型还分别在第二机械臂的末端和底座设置三向加速度传感器，可以分别测量工业机器人手臂末端和底座的振动情况，更好地掌握工业机器人的工作状态，有利于在消除工业机器人抖动或施加更好的防抖措施。

与现有技术相比，本实用新型通过将三向加速度传感器分别置于待测工业机器人的不同测量位置，可以获得八个目标点的振动信号；八个三项加速度传感器分别设置于不同的部位，同时设置在机械臂上的加速度传感器可以根据需要进行移动，测量不同位置点的振动信号，测量更加准确和全面；八个三向加速度传感器将振动信号传递给抖动测量仪，通过测量仪内部的信号调理电路对振动信号进行滤波、放大等处理后，由模数转换模块完成振动信号的模数转换，转换后的数字信号可以进一步经FPGA采集后根据一定的控制要求送入DSP控制器，DSP控制器根据上位机程序设定的要求将数据经USB总线传送给上位机，从而获得工业机器人的抖动特性；本实用新型的8通道抖动测量仪结构简单，使用方便，适用于大规模推广应用。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。