一种机械手的性能测试装置及方法

1.本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种机械手的性能测试装置及方法。


背景技术：

2.机械手是一种能模仿人的手和臂的某些动作功能，用于实现抓取、搬运物件或操作工具的操作装置。机械手可代替人手完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。
3.当前，随着科技的发展，各种仿生机械手(例如假肢)广泛应用于医疗领域。对于机械手而言，机械手的手部越灵活，越能实现各种高难度的抓取或存放动作，从而达到较好的通用性。然而，当前主要靠人工主观地观察或感知机械手的性能，往往对机械手的性能需要进行较长时间的测试评估，不仅费时费力，而且容易出错。


技术实现要素：

4.本发明提供一种机械手的性能测试装置及方法，用以解决当前难以快速准确地对机械手的性能进行测试的问题。
5.本发明提供一种机械手的性能测试装置，包括：标靶平台、测试盘及计数装置；所述标靶平台上设有第一标靶与第二标靶；所述测试盘设置有多个，用于按照第一叠层顺序放置于所述第一标靶，以供机械手从所述第一标靶进行逐个抓取并按照第二叠层顺序依次放置于所述第二标靶，所述第一叠层顺序与所述第二叠层顺序的排列顺序相反；计数装置用于在所述机械手每次将所述第一标靶的所述测试盘成功转移至所述第二标靶时，进行一次计数，在所述机械手无法从所述第一标靶抓取所述测试盘或所述测试盘在所述第二标靶的叠层放置出现倒塌时，停止计数。
6.根据本发明提供的一种机械手的性能测试装置，所述第二标靶的中心区域设有立柱，所述机械手从所述第一标靶抓取的所述测试盘用于按照所述第二叠层顺序依次放置于所述立柱的顶部。
7.根据本发明提供的一种机械手的性能测试装置，所述测试盘的端面呈圆形，多个所述测试盘的直径按照所述第一叠层顺序从上到下依次增大。
8.根据本发明提供的一种机械手的性能测试装置，按照所述第一叠层顺序排列的处于最下层的所述测试盘的直径为200
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250mm，处于最上层的测试盘的直径为50
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100mm，相邻两层所述测试盘的直径之差为5mm。
9.根据本发明提供的一种机械手的性能测试装置，所述第一标靶与所述第二标靶当中的至少一者呈圆形；所述第一标靶与所述第二标靶当中的至少一者的中部设有圆形平台，所述第一标靶与所述第二标靶设有所述圆形平台一者的周边设有定位指引结构，所述定位指引结构与所述圆形平台同心设置，所述测试盘用于放置于所述圆形平台所在的区域内。
10.根据本发明提供的一种机械手的性能测试装置，所述定位指引结构包括圆形标线
或圆环形沉槽。
11.根据本发明提供的一种机械手的性能测试装置，所述第一标靶形成为第一显色区，所述第二标靶形成为第二显色区，所述第一显色区与所述第二显色区显示的颜色为对比色；所述第一显色区与所述第二显色区当中至少一者的形状呈圆形。
12.根据本发明提供的一种机械手的性能测试装置，所述计数装置包括触发按钮与显示器，所述触发按钮与所述显示器通讯连接，所述显示器用于显示所述机械手每次抓取的所述测试盘的直径及所述机械手抓取成功的次数。
13.根据本发明提供的一种机械手的性能测试装置，所述测试盘为聚酸乳圆盘。
14.本发明还提供的一种如上所述的机械手的性能测试装置的测试方法，包括：将多个测试盘按照第一叠层顺序放置于第一标靶；控制机械手从第一标靶逐个抓取测试盘，并将抓取的测试盘按照第二叠层顺序依次放置于第二标靶；在机械手每次将第一标靶的测试盘成功转移至第二标靶时，进行一次计数，在机械手无法从第一标靶抓取测试盘或测试盘在第二标靶的叠层放置出现倒塌时，停止计数；将停止计数时所显示的数据作为机械手的成绩，根据所述成绩对机械手的性能进行评估。
15.本发明提供的一种机械手的性能测试装置及方法，通过设置标靶平台、测试盘及计数装置，通过控制机械手从第一标靶逐个抓取测试盘，并将抓取的测试盘按照第二叠层顺序依次放置于第二标靶，可实现对机械手的实际作业环境的现场模拟，并通过计数装置实时计数的形式统计机械手抓取成功的次数，不仅操作简单、便捷，而且可快速准确地对机械手的性能进行测试，对机械手性能进行定量地评估。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明提供的一种机械手的性能测试装置的结构示意图；
18.图2是本发明提供的基于机械手的性能测试装置的测试方法的流程示意图；
19.附图标记：
20.1：标靶平台；
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2：测试盘；
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3：计数装置；
21.11：第一标靶；
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12：第二标靶；
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100：圆形平台；
22.110：定位指引结构；
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120：立柱；
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31：触发按钮；
23.32：显示器。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.下面结合图1
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图2描述本发明的一种机械手的性能测试装置及方法。
26.如图1所示，本实施例提供一种机械手的性能测试装置，包括：标靶平台1、测试盘2及计数装置3；标靶平台1上设有第一标靶11与第二标靶12；测试盘2设置有多个，用于按照第一叠层顺序依次叠层放置于第一标靶11，以供机械手从第一标靶11进行逐个抓取并按照第二叠层顺序依次叠层放置于第二标靶12，第一叠层顺序与第二叠层顺序的排列顺序相反；计数装置3用于在机械手每次将第一标靶11的测试盘2成功转移至第二标靶12时，进行一次计数，在机械手无法从第一标靶11抓取测试盘2或测试盘2在第二标靶12的叠层放置出现倒塌时，停止计数。
27.具体地，本实施例通过设置标靶平台1、测试盘2及计数装置3，通过控制机械手从第一标靶11逐个抓取测试盘2，并将抓取的测试盘2按照第二叠层顺序依次放置于第二标靶12，可实现对机械手的实际作业环境的现场模拟，并通过计数装置3实时计数的形式统计机械手抓取成功的次数，不仅操作简单、便捷，而且可快速准确地对机械手的性能进行测试，对机械手性能进行定量地评估。
28.在此应指出的是，本实施例所示的多个测试盘2的直径既可相同，也可不同，在此不做具体限定，且测试盘2为聚酸乳圆盘，即测试盘2采用本领域所公知的由pla材料制成的圆盘，其中，pla材料为聚乳酸，是一种新型的生物基及可再生生物降解材料，从而可确保测试盘2易于取材，且清洁环保。
29.本实施例所示的机械手可以为本领域公知的仿生机械手(例如假肢)或者带有电动夹爪、气动夹爪等执行机构的上、下料机械手及其它形式的机械手，在此不做具体限定。
30.本实施例所示的第一叠层顺序与第二叠层顺序均可理解为，以标靶平台1所在的平面为基准，将多个测试盘2从下往上排列的顺序。例如：测试盘2具体设置有五个，依次标号为a、b、c、d、e、f；第一标靶11内的测试盘2按照a、b、c、d、e、f的第一叠层顺序依次叠层放置，在此，标号为a的测试盘2位于最下层，标号为f的测试盘2位于最上层。
31.相应地，在机械手对各个测试盘2成功实现抓取与转移时，第二标靶12内叠层布置的测试盘2对应的第二叠层顺序为f、e、d、c、b、a，在此，标号为f的测试盘2位于最下层，标号为a的测试盘2位于最上层。
32.与此同时，对于本实施例所示的计数装置3的计数形式，在机械手每次将第一标靶11的测试盘2成功转移至第二标靶12时，即可认为在机械手的当次抓取作业中，机械手能够对第一标靶11内排列在最上层的测试盘2实施抓取，机械手的抓取动作不会影响到排列在下层的测试盘2放置的稳定性，同时机械手还能将抓取的测试盘2稳定地放置于第二标靶12，或者将抓取的测试盘2稳定地放置于叠放在第二标靶12的测试盘2的上方，机械手的投放动作不会影响到排列在下层的测试盘2放置的稳定性，在此情况下通过计数装置3进行一次计数。其中，机械手有n次将第一标靶11的测试盘2成功转移至第二标靶12，则计数装置3记录的数值为n，n为大于等于1的自然数。
33.另外，在机械手无法从第一标靶11抓取测试盘2或测试盘2在第二标靶12的叠层放置出现倒塌时，则均认为机械手抓取操作失败，计数装置3停止计数，计数装置3最终记录的数值为在机械手当次操作失败之前所统计的机械手操作成功的总次数。
34.进一步地，如图1所示，为了更加精确地测试机械手的性能，本实施例还在第二标靶12的中心区域设有立柱120，机械手从第一标靶11抓取的测试盘2按照第二叠层顺序依次放置于立柱120的顶部。
35.由于相对于第二标靶12而言，立柱120对测试盘2的有效存放面积大幅度地缩小，只有在测试盘2与立柱120呈同轴布置时，叠层放置的测试盘2的重心才会沿着立柱120所在的中轴线排布，以防止叠层放置的测试盘2出现倒塌，从而本实施例设置立柱120对机械手投放测试盘2的位置的精度有了更高的要求，进而可更加精确地测试机械手的性能。
36.进一步地，如图1所示，为了更加精确地测试机械手的性能，本实施例所示的测试盘2的端面呈圆形，多个测试盘2的直径按照第一叠层顺序从上到下依次增大。
37.具体地，本实施例中按照第一叠层顺序排列的处于最下层的测试盘2的直径为200
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250mm，处于最上层的测试盘2的直径为50
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100mm，相邻两层测试盘2的直径之差为5mm。例如：本实施例可具体设置处于最下层的测试盘2的直径为200mm、230mm、250mm等，还可设置处于最上层的测试盘2的直径为50mm、80mm、100mm等。
38.优选地，在一个具体实施例中，第一标靶11与第二标靶12当中的至少一者呈圆形；第一标靶11与第二标靶12当中的至少一者的中部设有圆形平台100，第一标靶11与第二标靶12设有圆形平台100一者的周边设有定位指引结构110，定位指引结构110与圆形平台100同心设置，测试盘2用于放置于圆形平台100所在的区域内。
39.如图1所示，本实施例所示的第一标靶11与第二标靶12均设置为圆形，在第一标靶11与第二标靶12的中部均设有圆形平台100，第一标靶11的圆形平台100上用于按照第一叠层顺序放置待转移的多个测试盘2，第二标靶12的圆形平台100的中部设有立柱120，立柱120的顶部用于按照第二叠层顺序依次放置机械手从第一标靶11抓取过来的测试盘2。
40.与此同时，本实施例在圆形平台100的周边设置与其同轴布置的定位指引结构110，便于对机械手对测试盘2的抓取动作与投放动作进行定位引导。其中，本实施例所示的定位指引结构110包括圆形标线或圆环形沉槽。
41.在此应指出的是，在机械手上设有视觉定位机构的情况下，本实施例可基于视觉定位结构对定位指引结构110进行视觉识别，以便精准地控制机械手对测试盘2的抓取或投放的位置；在机械手为本领域所公知的假肢，且在机械手没有设置相应定位机构的情况下，定位指引结构110可为人眼提供定位参考，以便人为地操作机械手精准地伸向测试盘2对应的抓取位置或投放位置。
42.优选地，在另一个具体实施例中，在机械手上设有视觉定位机构的情况下，本实施例所示的第一标靶11形成为第一显色区，第二标靶12形成为第二显色区，第一显色区与第二显色区显示的颜色为对比色；第一显色区与第二显色区当中至少一者的形状呈圆形。
43.在此，基于视觉定位机构的颜色识别，可分别实现机械手对第一标靶11与第二标靶12的定位。其中，第一显色区与第二显色区显示的颜色为对比色，可理解为，第一显色区显示红色，第二显色区显示绿色，或者第一显色区显示黄色，第二显色区显示蓝色，或者第一显色区显示黑色，第二显色区显示白色，或者第一显色区显示黄色，第二显色区显示紫色等。
44.进一步地，如图1所示，本实施例所示的计数装置3包括触发按钮31与显示器32，触发按钮31与显示器32通讯连接。在人为地按压一次触发按钮31的情况下，触发按钮31被触发并把开关量信号反馈至显示器32，显示器32相应地完成一次计数。在此，显示器32具体用于显示机械手每次抓取的测试盘2的直径及机械手抓取成功的次数。
45.其中，本实施例所示的计数装置3安装于标靶平台1上，显示器32可以为本领域所
公知的lcd显示器或数码显示器，在此不做具体限定。
46.如图2所示，本实施例还提供的一种如上所述的机械手的性能测试装置的测试方法，包括：s1，将多个测试盘2按照第一叠层顺序放置于第一标靶11；s2，控制机械手从第一标靶11逐个抓取测试盘2，并将抓取的测试盘2按照第二叠层顺序依次放置于第二标靶12；在机械手每次将第一标靶11的测试盘2成功转移至第二标靶12时，进行一次计数，在机械手无法从第一标靶11抓取测试盘2或测试盘2在第二标靶12的叠层放置出现倒塌时，停止计数；s3，将停止计数时所显示的数据作为机械手的成绩，根据所述成绩对机械手的性能进行评估。
47.具体地，本实施例通过设置标靶平台1、测试盘2及计数装置3，通过控制机械手从第一标靶11逐个抓取测试盘2，并将抓取的测试盘2按照第二叠层顺序依次放置于第二标靶12，可实现对机械手的实际作业环境的现场模拟，并通过计数装置3实时计数的形式统计机械手抓取成功的次数，不仅操作简单、便捷，而且可快速准确地对机械手的性能进行测试，对机械手性能进行定量地评估。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。