六维力传感器标定方法_2

文档序号:9429557阅读:来源:国知局
的滑槽9,工作台I上的滑槽9为上口小下口大的T滑槽。短支架2为四个并分别安装在工作台I的四侧中部,回转工作台3安装在工作台I的中部。
[0030]在工作台I的一对角方向上分别垂直安装支撑柱8,横梁7水平安装在支撑柱8的顶部,横梁7上且位于垂直拉杆11的正上方设置一定滑轮IV 18(在本实施例中,横梁7上设置一条形孔,定滑轮IV 18通过穿过条形孔的螺杆20固定在横梁7上)。横梁7上且靠近横梁7的外端设置一定滑轮V 19。传感器下夹盘4安装在回转工作台3上,六维力传感器5安装在传感器下夹盘4上,传感器加载盘6安装在六维力传感器5上;在传感器加载盘6的四侧分别设置水平拉杆10,在传感器加载盘6的顶部设置垂直拉杆11。
[0031]短支架的结构如图2所示,短支架2包括底座12、竖直支撑板13和短夹具14。底座12固定在工作台I上并与滑槽9可滑动配合(在本实施例中,底座12的底部固定连接上部小下部大的T型滑块21,T型滑块21位于滑槽9内并与滑槽9可滑动配合)。竖直支撑板13竖直固定在底座12上,短夹具14水平设置在竖直支撑板13上并与竖直支撑板13在竖直方向上可滑动配合(本实施例中,竖直支撑板13在竖直方向设置导向滑槽22,短夹具14通过锁紧杆23固定连接在竖直支撑板13上并可沿导向滑槽22上下滑动)。短夹具14的一侧靠近外端设置定滑轮I 15和定滑轮II 16,定滑轮II 16位于定滑轮I 15的斜上方,在短夹具14的另一侧靠近外端设置一定滑轮III 17。
[0032]该六维力传感器标定方法包括如下步骤:
[0033]I)校准标定装置:使用六角扳手调整横梁7中间的定滑轮IV 18位置,并根据定位绳索测量判断,使吊锤顶点对准六维力传感器中心,从而保证Fz加载方向准确一致;通过高度尺判定调节四个短夹具14的高度,使短夹具14底部的定滑轮I 15的高度与六维力传感器5保持同一高度;利用钢尺调整四周短支架2的位置使其与六维力传感器5的中心处于同一条直线,然后根据定位绳索测量并进行微调,保证六维力传感器5的侧向力方向与短夹具14处于同一直线。
[0034]2)在Fx方向加载:将一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上X方向的水平拉杆相连,另一端通过绕过X方向的定滑轮I 15的细绳与标准砝码连接,利用砝码重力对六维力传感器施加X方向的载荷;六维力传感器和标准传感器输出的信号分别通过信号调理电路将信号进行放大、滤波和隔离处理后,使用数据采集卡采集调理后的信号并传输给计算机。
[0035]3)在Fy方向加载:将一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上y方向的水平拉杆相连,另一端通过绕过y方向的定滑轮I 15的细绳与标准砝码连接,利用砝码重力对六维力传感器施加y方向的载荷;六维力传感器和标准传感器输出的信号分别通过信号调理电路将信号进行放大、滤波和隔离处理后,使用数据采集卡采集调理后的信号并传输给计算机。
[0036]4)在Fz方向加载:将一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上的垂直拉杆连接,另一端连接通过横梁7上的定滑轮IV 18和定滑轮V 19并加载砝码的细绳,利用砝码重力对六维力传感器施加z方向的载荷;六维力传感器和标准传感器输出的信号分别通过信号调理电路将信号进行放大、滤波和隔离处理后,使用数据采集卡采集调理后的信号并传输给计算机。
[0037]5)对六维力传感器Mx方向进行加载,将一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上I方向的水平拉杆相连,另一端通过绕过I方向的一短夹具上的定滑轮I 15的细绳与标准砝码连接;再将另一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上的垂直拉杆相连,另一标准传感器的另一端通过绕过y方向的另一短夹具上的定滑轮II 16的细绳与标准砝码连接;两处分别加载等质量的砝码,通过这种方式对六维力传感器加载单维力矩;六维力传感器和两个标准传感器输出的信号分别通过信号调理电路将信号进行放大、滤波和隔离处理后,使用数据采集卡采集调理后的信号并传输给计算机。
[0038]6)对六维力传感器My方向进行加载,将一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上X方向的水平拉杆相连,另一端通过绕过X方向的一短夹具上的定滑轮I 15的细绳与标准砝码连接;再将另一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上的垂直拉杆相连,另一标准传感器的另一端通过绕过X方向的另一短夹具上的定滑轮II 16的细绳与标准砝码连接;两处分别加载等质量的砝码,通过这种方式对六维力传感器加载单维力矩;六维力传感器和两个标准传感器输出的信号分别通过信号调理电路将信号进行放大、滤波和隔离处理后,使用数据采集卡采集调理后的信号并传输给计算机。
[0039]7)对六维力传感器Mz方向进行加载,将一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上X方向的一水平拉杆相连,另一端通过绕过I方向的一短夹具上的定滑轮III 17的细绳与标准砝码连接;再将另一标准传感器的一端通过拉钩与传感器加载盘上X方向的另一水平拉杆相连,另一标准传感器的另一端通过绕过y方向的另一短夹具上的定滑轮III17的细绳与标准砝码连接;两处分别加载方向相反大小相同的载荷,通过这种方式对六维力传感器加载单维力矩;六维力传感器和两个标准传感器输回转工作台3回转工作台3出的信号分别通过信号调理电路将信号进行放大、滤波和隔离处理后,使用数据采集卡采集调理后的信号并传输给计算机。
[0040]将六维力传感器安装在回转工作台3的中心位置,可以通过控制回转工作台3旋转六维力传感器从而实现正负加载以及通过交换加载位置抵消因加载产生的系统误差。
[0041]回转工作台3上的两个螺纹孔用于安装两个支撑柱8,支撑柱8上安装的横梁7有两个定滑轮,通过两个定滑轮改变加载方向的作用,利用砝码重力对六维力传感器5施加垂直向上的加载,支撑柱8和横梁7主要用于施加Fz方向的标定载荷。调整短支架2在工作台I上的位置,并通过六角螺栓和滑道中的T型滑块将其固定。短夹具14安装在竖直支撑板13上,可在竖直支撑板13上上下滑动,调整好位置后使用六角扳手固定,且每个短夹具14上安装有两个定滑轮组,其中下方的两个定滑轮水平方向的距离为160mm,上下两个定滑轮竖直方向的中心距离70mm,如图2所示。为实现单维加载及保证加载方向,使短支架2相互在同一直线上且互相垂直,通过短支架2配合使用砝码对六维力传感器Fx、Fy及Mx、My方向加载标定载荷。
[0042]本实施中,六维力传感器其外型为较为扁平的圆柱体,如图3所示,从该六维力传感器内部引出信号输出线,该传输线具有屏蔽功能,接头为lemol4芯航空插头。该六维力传感器通过前后两个端盖和与之作用的物件连接,其后端盖圆周上均匀分布4个螺钉孔。标定前需根据六维力传感器的外形特征设计相应的载荷加载部件,该六维力传感器设计的加载部件由传感器加载盘6 (如图4所示)和拉杆(包括水平拉杆10和垂直拉杆11)组成,其中加载盘上安装拉杆的螺纹孔中心与六维力传感器基准面在同一平面上,从而保证水平方向的加载准确,传感器加载盘6通过螺钉固定。将六维力传感器安装于工作台的部件主要有:回转工作台、传感器加载盘、传感器下夹盘、圆螺母、键和六角螺母等。
[0043]为保证标定装置的可靠性,首先,在设计和加工阶段应使用硬度较高的材料,并保证其加工精度,其次,加载前需要标定装置校准。首先准确安装六维力传感器于回转工作台上后,将回转工作台固定在工作台面中间位置并调整其刻度至0°,旋转锁杆锁紧。
[0044]校准标定装置后,对六维力传感器的各方向分别进行标定,具体按如下步骤进行:(I)根据六维力传感器测量范围配置相应的标准砝码,本次标定配置了:1kg砝码4个、2kg砝码4个、5kg砝码4个、1kg砝码4个;同时,为避免滚动轴承内部产生的摩擦力矩和绳子与定滑轮间的摩擦力等因素的影响使载荷加载不准确,通过使用高精度的标准单维力传感器确定加载值,标准传感器一端通过拉钩与加载部件相连,另一端通过细绳与标准砝码连接。(2)在六维力传感器的测量范围内,按从小到大依次递增后从大到小依次递减的顺序逐步加载,加载后待砝码处于静止状态时或通过自行开发的数据采集的分析系统的显示曲线观察其是否稳定,然后记录标定数据并保存在指定文件。
[0045]采集系统主要包括待测信号部分、信号调理部分、数据采集部分、以及计算机部分,这四个部分组成了一个完整的采集系统,如图5所示。具体的说,就是传感器将非电量的原始信号转变为可识别的电信号并经信号调理设备处理(放大、滤波、隔离等)。经过调理后的信号仍然是模拟信号,数据采集卡将模拟信号转换为能够被计算机识别的数字信号。
[0046]调理电路主要将信号进行放大、滤波、隔离等处理。数据采集卡以队列形式依次采集传感器等测量单元输出的电信号(模拟或数字信号),其后传输到上位机中,由上位机进行一定的分析
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1