一种静态柔顺性测试系统及测试方法与流程

1.本技术涉及静态柔顺性测试领域，特别是涉及一种静态柔顺性测试系统及测试方法。


背景技术：

2.静态柔顺性是机器人性能的重要参数指标之一，是算法及动力规划的基础。静态柔顺性测试要求在六个方向进行负载测试，测定机器人在不同的负载下的位置偏移量，以得到机器人的静态柔顺性。
3.现有技术中，通常是通过将机器人法兰安装到安装台后进行加载，然后施加作用力进行测试。加载设备具有如下两个缺点：第一，加载设备的测量操作困难，需要专业人员操作实施。第二，加载设备的体积偏大，不方便移动。


技术实现要素：

4.本技术至少提供一种静态柔顺性测试系统及测试方法，能够方便快捷地移动静态柔顺性测试系统，同时简单化测试操作，提高测试效率和准确度。
5.本技术第一方面提供了一种静态柔顺性测试系统，该静态柔顺性测试系统包括：
6.测试平台；
7.测试装置，用于向待测机器人的法兰盘施力，测量待测机器人在施力方向上的位移变化量，以获取待测机器人的静态柔顺性；
8.高度调节装置，安装在测试平台上，用于调节测试装置的高度，以调节测试装置的施力方向；
9.滑动装置，设置于测试平台背离高度调节装置的一侧上，用于移动测试平台，以调节测试装置的施力方向。
10.可选地，测试装置包括支撑单元和施力单元，支撑单元固定于高度调节装置上，用于支撑施力单元，施力单元连接法兰盘，用于向法兰盘施加外力。
11.可选地，支撑单元包括第一滑轮、第二滑轮以及支撑杆，支撑杆的第一侧面活动设置于高度调节装置上，支撑杆的第二侧面支撑固定第一滑轮和所述第二滑轮，第一侧面与第二侧面相邻设置。
12.可选地，第一滑轮包括第一支架、第一中间轴和第一圆轮，第一支架设置于支撑杆的第二侧面上，第一中间轴穿设于第一圆轮与第一支架上，以使第一圆轮固定于第一支架上；其中，第一圆轮的圆周面具有第一凹槽；
13.第二滑轮包括第二支架、第二中间轴和第二圆轮，第二支架设置于支撑杆的第二侧面上，第二中间轴穿设于第二圆轮与第二支架上，以使第二圆轮固定于第二支架上；其中，第二圆轮的圆周面具有第二凹槽。
14.可选地，施力单元包括牵引线和负载块，牵引线的一端连接法兰盘，牵引线的另一端通过第一滑轮和第二滑轮与负载块连接；其中，牵引线设置于第一凹槽与第二凹槽内。
15.可选地，待测机器人在施力方向上的位移变化量为测试装置加载负载块之前与加载负载块之后牵引线的另一端的移动距离。
16.可选地，高度调节装置包括高度调节支架、第一固定板以及第二固定板，第一固定板和第二固定板用于将高度调节支架固定于测试平台上。
17.可选地，高度调节支架上设有多组第一定位孔，支撑杆上设有一组第二定位孔，第一定位孔与第二定位孔通过螺丝固定，以使支撑杆固定设置于高度调节支架上。
18.本技术第二方面提供了一种静态柔顺性测试方法，应用于上述的静态柔顺性测试系统，测试方法包括：
19.移动待测机器人的法兰盘至待测位置；
20.将测试系统的测试装置与待测机器人的法兰盘连接；
21.调整高度调节装置和滑动装置以调节测试装置的施力方向；
22.通过测试装置对法兰盘施力并测量待测机器人在施力方向上的位移变化量。
23.可选地，施力方向为待测机器人进行静态柔顺性测试的测试方向；其中，静态柔顺性测试的测试方向为平行于基座标系的x+、x
‑
、y+、y
‑
、z+以及z
‑
方向。
24.本技术的有益效果是：区别于现有技术，本技术通过将高度调节装置固定设置于测试平台上，测试装置活动设置于高度调节装置上，方便调节测试装置的高度，调节测试装置的施力方向，实现对不同公斤级别的机器人进行静态柔顺性测试；通过将滑动装置设置于测试平台背离高度调节装置的一侧上，方便移动测试平台，调节测试装置的施力方向，进而实现对待测机器人在六个方向上的静态柔顺性测试。同时，静态柔顺性测试系统的结构简单，有效降低生产成本。
25.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本技术。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
27.图1是本技术静态柔顺性测试系统第一实施例的第一结构示意图；
28.图2是待测机器人的法兰盘的移动方向示意图；
29.图3是本技术静态柔顺性测试系统第一实施例的第二结构示意图；
30.图4是本技术第一滑轮一实施例的结构示意图；
31.图5是本技术第二滑轮一实施例的结构示意图；
32.图6是本技术支撑杆一实施例的结构示意图；
33.图7是本技术高度调节支架一实施例的结构示意图；
34.图8是本技术第一固定板一实施例的结构示意图；
35.图9是本技术第二固定板一实施例的结构示意图；
36.图10是本技术静态柔顺性测试系统第二实施例的结构示意图；
37.图11是本技术静态柔顺性测试系统第三实施例的结构示意图；
38.图12是本技术静态柔顺性测试系统第四实施例的结构示意图；
39.图13是本技术静态柔顺性测试系统第五实施例的结构示意图；
40.图14是本技术静态柔顺性测试系统第六实施例的结构示意图；
41.图15是本技术静态柔顺性测试方法的流程示意图。
具体实施方式
42.为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术所提供的静态柔顺性测试系统及测试方法做进一步详细描述。可以理解的是，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.本技术中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
44.请参阅图1
‑
图9，图1是本技术静态柔顺性测试系统第一实施例的第一结构示意图；图2是待测机器人的法兰盘的移动方向示意图；图3是本技术静态柔顺性测试系统第一实施例的第二结构示意图；图4是本技术第一滑轮一实施例的结构示意图；图5是本技术第二滑轮一实施例的结构示意图；图6是本技术支撑杆一实施例的结构示意图；图7是本技术高度调节支架一实施例的结构示意图；图8是本技术第一固定板一实施例的结构示意图；图9是本技术第二固定板一实施例的结构示意图。
45.如图1所示，静态柔顺性测试系统1包括测试平台10、测试装置20、高度调节装置30以及滑动装置40。
46.测试装置20用于向待测机器人的法兰盘2施力，测量待测机器人在施力方向上的位移变化量，以获取待测机器人的静态柔顺性。
47.高度调节装置30固定安装在测试平台10上，测试装置20进一步设置于高度调节装置30上。高度调节装置30用于调节测试装置20的高度，以调节测试装置20的施力方向。
48.可选地，本技术基于基座标系进行操作解析，如图2所示，具体地，以待测机器人的法兰盘2的中心点为基座标系的原点o，以待测机器人的法兰盘2的正前方为x正方向，以待测机器人的法兰盘2的正右方为y正方向，以待测机器人的法兰盘2的正上方为z正方向。
49.其中，测试平台10设置高度调节装置30的一侧与地平面平行，且高度调节装置30与测试平台10相互垂直，则高度调节装置30的调节方向为垂直于地平面的方向，即高度调节装置30用于调节测试装置20在基座标系下的z轴方向上的位置，进而调节测试装置20在z轴上的施力方向，以使静态柔顺性测试系统1对不同高度的待测机器人进行静态柔顺性测试。由于不同公斤级别的机器人通常具有不同的体型，即具有不同的高度，因此静态柔顺性测试系统1能够实现对不同公斤级别的机器人进行静态柔顺性测试。
50.滑动装置40设置于测试平台10背离高度调节装置30的一侧上，用于移动测试平台10，以调节测试装置20的施力方向。其中，在保持高度调节装置30不改变的前提下，测试装
置20设置于z轴上某一确定的平面内，即某一确定高度的xoy平面内；此时通过滑动装置40移动测试平台10，以使测试装置20在xoy平面内的不同方向上对待测机器人的法兰盘2施力，进而使静态柔顺性测试系统1在同一高度下，从不同方向对待测机器人进行静态柔顺性测试。
51.如图2所示，具体地，当滑动装置40将测试平台10移动至待测机器人的正前方时，测试装置20对待测机器人的法兰盘2的施力方向平行于x轴，且为沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正前方的方向，即为x+方向；
52.当滑动装置40将测试平台10移动至待测机器人的正后方时，测试装置20对待测机器人的法兰盘2的施力方向平行于x轴，且为沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正后方的方向，即为x
‑
方向；
53.当滑动装置40将测试平台10移动至待测机器人的正右方时，测试装置20对待测机器人的法兰盘2的施力方向平行于y轴，且为沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正右方的方向，即为y+方向；
54.当滑动装置40将测试平台10移动至待测机器人的正左方时，测试装置20对待测机器人的法兰盘2的施力方向平行于y轴，且为沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正左方的方向，即为y
‑
方向。
55.区别于现有技术，本实施例通过将高度调节装置30固定设置于测试平台10上，测试装置20活动设置于高度调节装置30上，方便调节测试装置20的高度，从而调节测试装置20在z轴上的施力方向，以使静态柔顺性测试系统1对不同高度的待测机器人进行静态柔顺性测试，实现对不同公斤级别机器人的静态柔顺性测试；本实施例通过将滑动装置40设置于测试平台10背离高度调节装置30的一侧上，方便在xoy平面上移动测试平台10，调节测试装置20的施力方向，进而实现静态柔顺性测试系统1在同一高度下，对待测机器人在x+、x
‑
、y+以及y
‑
方向上的静态柔顺性测试。
56.结合图1与图3，测试装置20可以包括支撑单元21和施力单元22，支撑单元21活动设置于高度调节装置30上，用于支撑施力单元22。施力单元22设置于支撑单元21上，通过调节支撑单元21的位置进而调节施力单元22的高度。施力单元22连接法兰盘2，用于向法兰盘2施加外力。
57.支撑单元21进一步可以包括支撑杆211、第一滑轮212以及第二滑轮213，支撑杆211的第一侧面活动设置于高度调节装置30上，支撑杆211的第二侧面支撑固定第一滑轮212和第二滑轮213。其中，第一侧面与第二侧面相邻设置。
58.如图4所示，第一滑轮212可以包括第一支架2121、第一中间轴2122和第一圆轮2123，第一支架2121设置于支撑杆211的第二侧面上，第一中间轴2122穿设于第一圆轮2123与第一支架2121上，以使第一圆轮2123固定于第一支架2121上。其中，第一圆轮2123的圆周面具有第一凹槽2124。
59.如图5所示，第二滑轮213包括第二支架2131、第二中间轴2132和第二圆轮2133，第二支架2131设置于支撑杆211的第二侧面上，第二中间轴2132穿设于第二圆轮2133与第二支架2131上，以使第二圆轮2133固定于第二支架2131上。其中，第二圆轮2133的圆周面具有第二凹槽2134。
60.如图1所示，施力单元22包括牵引线221和负载块222，牵引线221的一端连接法兰
盘2，牵引线221的另一端通过第一滑轮212和第二滑轮213与负载块222连接。其中，牵引线221设置于第一凹槽2124与第二凹槽2134内。可选地，负载块222可为带挂钩的金属块。
61.当静态柔顺性测试系统1未加载负载块222时，牵引线221另一端的端点位置为负载块222的起始位置；当静态柔顺性测试系统1加载负载块222时，牵引线221另一端的端点位置为负载块222的终点位置。负载块222的移动距离为起始位置与终点位置之间的距离差，而待测机器人在施力方向上的位移变化量为测试装置20加载负载块222之前与加载负载块222之后牵引线221的另一端的移动距离，即待测机器人在施力方向上的位移变化量为负载块222的移动距离。其中，对待测机器人进行静态柔顺性测试时，需要对待测机器人在不同负载重量的情况下进行测试，每次增加待测机器人10％的额定负载重量，直至负载重量达到待测机器人的额定负载，即负载块222的重量可以从待测机器人额定负载的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％至待测机器人额定负载的100％进行测试。
62.如图6所示，一种实施方式中，支撑杆211的第一侧面上设置有一组第二定位孔2111，支撑杆211的第二侧面上设置有两组第一固定孔2112。
63.第一支架2121上进一步设置有一组第二固定孔2125，第二支架2131上进一步设置有一组第三固定孔2135，第一滑轮212通过第二固定孔2125与第一固定孔2112固定设置于支撑杆211上，第二滑轮213通过第三固定孔2135与第一固定孔2112固定设置于支撑杆211上。可选地，第二固定孔2125与第一固定孔2112可通过螺丝或盲柱进行固定，第三固定孔2135与第一固定孔2112可通过螺丝或盲柱进行固定。
64.可选地，一组第二定位孔2111包含两个第二定位孔2111，一组第一固定孔2112包含四个第一固定孔2112，一组第二固定孔2125包含四个第二固定孔2125，一组第三固定孔2135可包含四个第三固定孔2135。可选地，在其他实施例中，一组第二定位孔2111包含的第二定位孔2111的数量可为3、4、5等，一组第一固定孔2112包含的第一固定孔2112的数量可为1、2、3等，一组第三固定孔2135包含的第三固定孔2135的数量可为1、2、3等。
65.如图3所示，高度调节装置30包括高度调节支架31、第一固定板32以及第二固定板33，第一固定板32和第二固定板33用于将高度调节支架31固定于测试平台10上。
66.如图7所示，高度调节支架31设置有多组第一定位孔311以及一组第四固定孔312。支撑杆211通过第二定位孔2111与第一定位孔311固定设置于高度调节支架31上。其中，第二定位孔2111与第一定位孔311通过螺丝进行固定。
67.可选地，在其他实施例第二定位孔2111与第一定位孔311可通过盲柱进行固定。可选地，一组第一定位孔311包含两个第一定位孔311，一组第四固定孔312包含五个第四固定孔312。
68.如图8所示，第一固定板32包括第一侧面以及与第一侧面垂直设置的第二侧面，第一侧面上设置有一组第五固定孔321，第二侧面上设置有一组第六固定孔322。第一固定板32通过第六固定孔322固定设置于测试平台10上。可选地，第一固定板32可通过螺丝或盲柱进行固定。
69.如图9所示，第二固定板33包括第一侧面以及与第一侧面垂直设置的第二侧面，第一侧面上设置有一组第七固定孔331，第二侧面上设置有一组第八固定孔332。第二固定板33通过第八固定孔332固定设置于测试平台10上。可选地，第二固定板33可通过螺丝或盲柱进行固定。
70.第一固定板32与第二固定板33对称设置于高度调节支架31两侧，通过第四固定孔312、第五固定孔321以及第七固定孔331进行固定。其中，第四固定孔312、第五固定孔321以及第七固定孔331通过一组螺丝进行相互固定，进一步将高度调节支架31固定设置于测试平台10上。可选地，在其他实施例第四固定孔312、第五固定孔321以及第七固定孔331可通过盲柱进行固定。
71.可选地，在其他实施例中，可使用电动调节板代替高度调节装置30，能够更方便、更快速地调节测试装置20的高度。
72.如图3所示，滑动装置40可以包括第一滚轮41、第二滚轮(图未标)、第三滚轮(图未标)以及第四滚轮(图未标)，第一滚轮41、第二滚轮、第三滚轮以及第四滚轮分别设置于测试平台10的四角。
73.第一滚轮41包括连接部411以及脚轮412，脚轮412通过连接部411固定于测试平台10上。第二滚轮、第三滚轮以及第四滚轮的结构与第一滚轮41相同。本实施例通过设置与测试平台10固定的第一滚轮41、第二滚轮、第三滚轮以及第四滚轮，以使静态柔顺性测试系统1的移动更方便、更省力。
74.如图1所示，本实施例通过滑动装置40将测试平台10移动至待测机器人的正前方，通过高度调节装置30调节测试装置20的高度，从而使测试装置20与测机器人的法兰盘2保持同一高度，且测试装置20对待测机器人的法兰盘2的施力方向为由沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2正前方的方向，即为x+方向。
75.当静态柔顺性测试系统1未加载负载块222时，待测机器人的法兰盘2固定测试位姿，此时法兰盘2的位置为第一位置；牵引线221的一端连接法兰盘2，即牵引线221一端的端点位置为法兰盘2的第一位置，牵引线221另一端的端点位置为负载块222的起始位置。
76.当静态柔顺性测试系统1加载负载块222时，负载块222通过牵引线221向待测机器人的法兰盘2施加一个x+方向上的外力，以使待测机器人在x+方向发生移动，移动后的法兰盘2的位置为第二位置。此时，牵引线221一端的端点位置为法兰盘2的第二位置，牵引线221另一端的端点位置为负载块222的终点位置。
77.负载块222的移动距离为起始位置与终点位置之间的距离差，而待测机器人在施力方向上的位移变化量为测试装置20加载负载块222之前与加载负载块222之后牵引线221连接法兰盘2的一端的移动距离，即第一位置与第二位置之间的距离差。由于牵引线221的长度不变，第一位置与第二位置的距离差等于负载块222的移动距离，即待测机器人在施力方向上的位移变化量为负载块222的移动距离。因此，本实施例通过测量负载块222的移动距离即可测得待测机器人在x+方向上的移动距离。
78.静态柔顺性测试系统1还可实现在x
‑
方向、y+方向、y
‑
方向、z+方向以及z
‑
方向上对待测机器人的法兰盘2进行负载测试。
79.进一步参阅图10，图10是本技术静态柔顺性测试系统第二实施例的结构示意图。如图10所示，当需要进行x
‑
方向上的负载测试时，通过滑动装置40移动测试平台10，将测试平台10移动至待测机器人的正后方，并且保持高度调节装置30不变，从而使测试装置20与测机器人的法兰盘2保持同一高度，且测试装置20对待测机器人的法兰盘2的施力方向为由沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正后方的方向，即为x
‑
方向；进而使原本位于x轴正方向上的牵引线221移动至x轴的负方向上，负载块222通过牵引线221向待测机器人的
法兰盘2施加一个x
‑
方向上的外力，具体地测试方法如上，在此不再赘述。
80.进一步参阅图11，图11是本技术静态柔顺性测试系统第三实施例的结构示意图。如图11所示，当需要进行y+方向上的负载测试时，通过滑动装置40移动测试平台10，将测试平台10移动至待测机器人的正右方，并且保持高度调节装置30不变，从而使测试装置20与测机器人的法兰盘2保持同一高度，且测试装置20对待测机器人的法兰盘2的施力方向为由沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正右方的方向，即为y+方向；进而使原本位于x轴正方向上的牵引线221移动至y轴的正方向上，负载块222通过牵引线221向待测机器人的法兰盘2施加一个y+方向上的外力，具体地测试方法如上，在此不再赘述。
81.进一步参阅图12，图12是本技术静态柔顺性测试系统第四实施例的结构示意图。如图12所示，当需要进行y
‑
方向上的负载测试时，通过滑动装置40移动测试平台10，将测试平台10移动至待测机器人的正左方，并且保持高度调节装置30不变，从而使测试装置20与测机器人的法兰盘2保持同一高度，且测试装置20对待测机器人的法兰盘2的施力方向为由沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正左方的方向，即为y
‑
方向；进而使原本位于x轴正方向上的牵引线221移动至y轴的负方向上，负载块222通过牵引线221向待测机器人的法兰盘2施加一个y
‑
方向上的外力，具体地测试方法如上，在此不再赘述。
82.进一步参阅图13，图13是本技术静态柔顺性测试系统第五实施例的结构示意图。如图13所示，本实施例通过调节高度调节装置30，使牵引线221的一端与待测机器人的法兰盘2相互垂直设置，牵引线221的另一端通过第一滑轮212和第二滑轮213与负载块222连接。本实施例通过负载块222以及牵引线221向待测机器人的法兰盘2施加一个沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正上方的力，即施加一个z+方向上的外力，以使待测机器人在z+方向发生移动，实现在z+方向上对待测机器人的法兰盘2进行负载测试。
83.进一步参阅图14，图14是本技术静态柔顺性测试系统第六实施例的结构示意图。如图14所示，静态柔顺性测试系统1可通过将牵引线221的一端与待测机器人的法兰盘2连接，牵引线221的另一端直接与负载块222连接，且负载块222垂直机器人的法兰盘2中轴线设置，以使负载块222向待测机器人的法兰盘2施加一个沿基座标系原点o至待测机器人的法兰盘2的正下方的力，即施加一个z
‑
方向上的外力，以使待测机器人在z
‑
方向发生移动，实现在z
‑
方向上对待测机器人的法兰盘2进行负载测试。
84.本技术还提供一种静态柔顺性测试方法，请参阅图15，图15是本技术静态柔顺性测试方法的流程示意图，具体的测试步骤如图15所示。
85.s11：移动待测机器人的法兰盘至待测位置；
86.待测位置指待测机器人的法兰盘在标准测试姿态下的位置。
87.s12：将测试系统的测试装置与待测机器人的法兰盘连接；
88.s13：调整高度调节装置和滑动装置以调节测试装置的施力方向；
89.其中，通过调整高度调节装置能够调整测试装置的高度，即调整测试装置在基座标系下z轴上的位置；通过调整滑动装置能够调整测试装置的方位，即调整测试装置在基座标系下xoy平面上的位置。
90.s14：通过测试装置对法兰盘施力并测量待测机器人在施力方向上的位移变化量。
91.具体地，该测试系统为上述实施例所揭示的静态柔顺性测试系统1，在此不再赘述。其中，施力方向为待测机器人进行静态柔顺性测试的测试方向，即为平行于基座标系的
x+、x
‑
、y+、y
‑
、z+、z
‑
等六个方向。
92.本技术通过将高度调节装置30固定设置于测试平台10上，测试装置20活动设置于高度调节装置30上，方便调节测试装置20的高度，调节测试装置20的施力方向，实现对不同公斤级别，即不同体型大小的机器人进行静态柔顺性测试；通过将滑动装置40设置于测试平台10背离高度调节装置30的一侧上，方便移动测试平台10，调节测试装置20的施力方向，进而实现对待测机器人在六个方向上的静态柔顺性测试。同时，静态柔顺性测试系统1的结构简单，有效降低生产成本。
93.以上仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。