本实用新型涉及物理领域，尤其涉及扭矩测量技术，特别是一种旋钮手感的测试装置。
背景技术：
现有技术中，汽车旋钮手感的测试装置无法自定义测试，扩展性差。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种低成本的，易于功能扩展的，可自定义的旋钮手感测试装置。
其主要工作原理是使用机械手控制器实时获取所述六轴机械手坐标数据并发出控制信号控制所述六轴机械手动作，使用六轴力和扭矩传感器将其采集的传感器下法兰面的垂直轴和测试旋钮的中心轴的同轴性数据及扭矩数据经所述信号调理器传回所述计算机处理并在同轴性数据异常时由所述计算机向所述机械手控制器发出信号修正所述六轴机械手的动作，传回所述计算机的扭矩数据会被实时自动记录下来，然后根据旋钮测试的方法生成最后的测试曲线，分析测试原始数据，可以得出测试旋钮各项参数。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种旋钮手感的测试装置，包括六轴机械手、控制所述六轴机械手的控制单元及固定测试旋钮的测试平台和旋钮夹具，其中，包括六轴力和扭矩传感器，所述六轴力和扭矩传感器通过传感器上法兰及所述六轴机械手上的法兰与六轴机械手固定，并通过传感器下法兰与所述旋钮夹具固定，所述测试平台设置于所述旋钮夹具正下方，所述控制单元由机械手控制器及信号调理器和计算机组成，所述的机械手控制器通过以太网络与六轴机械手连接，所述的信号调理器通过以太网络与六轴力和扭矩传感器连接，机械手控制器与六轴机械手之间设置有供电电源线，信号调理器与六轴力和扭矩传感器之间设置有供电电源线，机械手控制器及信号调理器通过数据线与所述的计算机连接。
进一步的，所述的测试平台由不锈钢合金板制成，长100厘米，宽50厘米，厚3厘米，所述测试平台的上面设置有通用的m6规格的螺丝孔。
进一步的，所述的旋钮夹具的内侧附有弹性橡胶垫。
进一步的，测试平台上设置有保护光栅。
进一步的，所述六轴机械手为三菱MELFA系列机械手，型号是RV-4FL-D。
具体的，所述控制单元通过以太网络发送控制指令并实时获取所述六轴机械手的位置信息，其实时数据帧的交换周期为7.2ms，所述六轴力和扭矩传感器的数据采集也通过以太网络传递的，其数据帧的帧率为1ms。
本实用新型的工作过程包括以下步骤：
（1）首先选取3个位置点作为旋钮夹具要经过的位置，所述的3个位置点分别是P0、 P1和P2，P0是测试原点和测试返回点；P1为开始测试前的预位置，P2点为测试开始点；3个位置点的选取顺序按下面的顺序进行，首先，确定P2的位置，将旋钮夹具垂直于被测旋钮且完全套入旋钮并使所述被测旋钮在x和y方向的受力偏差小于0.5牛，此时的坐标位置就是P2的位置；然后，根据P1的位置在P2位置工具坐标正负方向上20毫米处, 计算出P1的位置，再次，根据P0的位置在P2位置工具坐标正负方向上70毫米处, 计算出P0的位置，旋钮夹具转动被测旋钮从P0向P1的位置移动，到达P1的位置后旋钮夹具的移动速度逐步下降至3度每秒，缓慢到达P2测试位置；
（2）当旋钮夹具到达P2位置时启动旋钮实时测试程序，旋钮实时测试程序按如下的顺序进行，首先，调整好所述六轴机械手的位置使x, y轴方向的受力平衡，程序发送命令使控制器进入实时控制模式，其次，以此刻的位置P0=(x0, y0,z0, A0, B0,C0)为起点，把围绕Z轴沿顺时针方向旋转360度细分成3600步，构成3600个位置数据，然后，六轴机械手在工具坐标系下依次经过预先设定的位置后，再逆时针返回，在六轴机械手进行每一步之前先根据此时的传感器的侧向力的大小和方向微调调整六轴机械手的z轴位置和方向，调整位置的大小取决于侧向力的大小，位置调整后，程序根据目前的位置计算出调整的差值，然后把剩余的位置参数全部进行调整后再运行到下一步位置，以此类推，完成所有的位置，逆时针同理；
（3）测试程序开始后，旋钮夹具在测试过程中维持旋钮的旋转速度小于或者等于3度每秒, 使加減速度曲线圆滑；
（4）当同轴性数据异常时，测试程序通过逆变换矩阵,实时的把测试旋钮的位置坐标矢量转化成六轴机械手能实时控制的直角坐标，修正六轴机械手的运动轨迹；
（5）旋钮实时测试从开始到结束的整个过程，实时记录旋钮夹具的位置和力传感器的扭矩实时数据，然后根据旋钮测试的方法生成最后的测试曲线，分析测试原始数据数据，获得旋钮正反转编码器的间隔角度的均匀性和力矩幅值最大值、最小值以及最大振幅。本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的，本实用新型硬件成本远低于目前市场上的现有设备,并且控制软件自主架构和编程，可根据客户需求加入新的的测试功能，比如增加触发信号、读取按键和旋钮的反馈电信号等,可摆脱现有软件特定功能的束缚和限制。
附图说明：
图1是本实用新型的原理示意图。
图2是本实用新型的工作流程图。
图3是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
实施例:
如图1、图2和图3所示，一种旋钮手感的测试装置，包括六轴机械手1、控制所述六轴机械手的控制单元及固定测试旋钮的测试平台和旋钮夹具6，其特征在于，它包括六轴力和扭矩传感器4，所述六轴力和扭矩传感器4通过传感器上法兰3及所述六轴机械手上的法兰2与六轴机械手1固定，并通过传感器下法兰5与所述旋钮夹具6固定，所述测试平台设置于所述旋钮夹具正下方，所述控制单元由机械手控制器及信号调理器和计算机组成，所述机械手控制器实时获取所述六轴机械手坐标数据并向所述六轴机械手供电及发出控制信号控制其动作，所述六轴力和扭矩传感器由所述信号调理器供电并且其所采集的所述传感器下法兰面的垂直轴和所述测试旋钮的中心轴的同轴性数据及扭矩数据经所述信号调理器传回所述计算机处理并在同轴性数据异常时由所述计算机向所述机械手控制器发出信号修正所述六轴机械手的动作，由于设备安装工艺总会存在一定的误差，旋钮夹具的中心轴和测试旋钮中心轴总会有一定的夹角，或者在测试过程中产生一定的位移，从而产生侧向分力挤压测试旋钮，当测试旋钮旋转受到侧向力的挤压时，会增大旋钮与旋钮轴的摩擦力，加大旋钮旋转的扭矩，最终导致扭矩与角度位置测试曲线不正确，无法准确地评估测试旋钮的设计质量，通过六轴力和扭矩传感器对同轴性进行监控并在异常时及时修正可在最大程度上消除不同轴产生的误差。
进一步的，所述测试平台由不锈钢合金制成，长100厘米，宽50厘米，厚3厘米，所述测试平台的上面设计有通用的m6规格的螺丝孔，用来固定被测对象的夹具，该不锈钢表面经过特殊处理，有刚度强、不易变形和耐摩擦的特性。
进一步的，所述旋钮夹具的内侧附有弹性橡胶垫并有不同的半径规格，既不伤害测试旋钮又同时增加旋转的摩擦力，还可以测试不同半径的旋钮。
进一步的，所述旋钮手感的测试装置配有保护光栅，避免测试中人员误闯入测试区，造成不必要的人员伤害。
进一步的，所述六轴机械手为三菱MELFA系列机械手，型号是RV-4FL-D。
进一步的，所述控制单元是通过Ethernet发送控制指令以及实时获取所述六轴机械手的位置信息，其实时数据帧的交换周期为7.2ms，所述六轴力和扭矩传感器的数据采集也是通过Ethernet传递的，其数据帧的帧率为1ms。
进一步的，利用所述旋钮手感的测试装置来实现旋钮手感测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先选取3个位置点作为旋钮夹具要经过的位置，他们分别是P0，测试原点和测试返回点；P1为开始测试前的预位置，P2点为测试开始点；这三个点的选取顺序，应按着下面的顺序进行，首先，确定P2的位置，将旋钮夹具垂直于被测旋钮且完全套入旋钮并使所述被测旋钮在x和y方向的受力偏差小于0.5牛，此时的坐标位置就是P2的位置；然后，根据P1的位置在P2位置工具坐标正负方向上20毫米处, 计算出P1的位置，再次，根据P0的位置在P2位置工具坐标正负方向上70毫米处, 计算出P0的位置，旋钮夹具转动被测旋钮从P0向P1的位置移动，到达P1的位置后旋钮夹具的移动速度逐步下降至3度每秒，缓慢到达P2测试位置；
（2）如图2所示，当旋钮夹具到达P2位置时会触发旋钮实时测试程序（MXT），它会按如下的顺序进行，首先，调整好六轴机械手的索引位置使x, y轴方向的力比较平衡，程序发送MXT命令, MXT命令使控制器进入实时控制模式，其次，以此刻的位置P0=(x0, y0,z0, A0, B0,C0)为起点，把围绕Z轴沿顺时针方向旋转360度细分成3600步，构成3600个位置数据，然后，六轴机械手在工具坐标系下依次经过预先设定的目标位置后，再逆时针返回，但在六轴机械手要进行下一步之前都要先根据此时的传感器的外部侧向力侦测获得的侧向力的大小和方向决定是否微调调整六轴机械手的z轴位置和方向，调整位置的大小取决于侧向力的大小，如果需要调整，程序根据目前的位置计算出调整的差值，然后把剩余的位置参数全部进行调整后再运行到下一步位置，以此类推，完成所有的位置，逆时针同理；
（3）测试程序开始后，旋钮夹具会在测试过程中要确保旋钮的速度≤3°/s,加減速度要尽量小且使其曲线圆滑；
（4）由于测试旋钮的坐标采用的是工具坐标，而对六轴机械手实施外部控制需要世界坐标，当同轴性数据异常时，测试程序通过逆变换矩阵,实时的把测试旋钮的位置坐标矢量转化成六轴机械手能实时控制的直角坐标，修正六轴机械手的运动轨迹；
（5）旋钮实时测试从开始到结束的整个过程，旋钮夹具的位置和力传感器的扭矩实时数据都会被实时自动记录下来，然后根据旋钮测试的方法生成最后的测试曲线，分析测试原始数据数据，可以得出旋钮正反转编码器的间隔角度的均匀性和力矩幅值最大值、最小值以及最大振幅；这些参数用来衡量和评估旋钮的设计质量和生产质量。