本实用新型专利技术公开了一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，包括标定装置工作台、传感器固定盘、传感器加载件、伺服加载系统和加载装置固定平台。所述装置工作台由顶板、立柱和底板组成，立柱底部设有调平器，顶板上部设有水平仪、下方安装传感器固定盘；三维力传感器的顶部和底部均具有螺孔，用于连接传感器固定盘和传感器加载件；标定装置工作台的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统，分别安装在加载装置固定平台和工作台底板上；伺服加载系统包括伺服电机、减速器、联轴器、丝杆、轴力计和加载头。本实用新型专利技术装置适用于不同量程的力传感器，精度高，实现荷载的连续动态加载测量，使用效果好，便于推广使用。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种标定仪器，特别涉及一种三维力传感器标定装置。
技术介绍
力传感器能将力转化为电压信号，被广泛应用于机器人、自动控制、工业制造、土木工程等等领域。传感器标定是检验力传感器精度及性能的重要手段，只有经过标定的力传感器才能投入使用。现有的多维力传感器标定装置种类繁多，采用砝码加载或者机械加载等方式的标定装置，存在量程较小、且加载不连续的限制，如专利CN204788783U、CN202133503U；采用液压或者伺服驱动加载方式的标定装置，同时标定多个维度的力和力矩的优点，但结构较为复杂，造价昂贵，不便于推广使用，如CN103616128A、CN104236794A。随着力传感器使用途径越来越广泛，现有标定装置也要求具有高精度、高灵敏度、宽量程且能动态测量的特点。因此，技术一种结构简单，方便推广使用，且能连续动态加载的传感器标定装置十分必要。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构简单且能连续动态加载的三维力传感器标定装置，该装置标定精度较高、能连续动态加载且能实现三个分力任意组合。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，包括标定装置工作台、传感器固定盘、传感器加载件、伺服加载系统和加载装置固定平台；所述标定装置工作台由顶板、固定在顶板下表面四个角点的四个立柱和底板组成；立柱对应的底板下表面四个角点处设有四个高度调平器；顶板上部设有顶板水平仪，下方安装传感器固定盘，传感器固定盘上具有多个固定螺孔；三维力传感器的顶部和底部均具有安装螺孔，用于连接传感器固定盘和传感器加载件；加载装置固定平台呈L形，开有三个孔洞，分别穿过三根立柱，立柱上设有高度固定器，加载装置固定平台上设有固定台水平仪；标定装置工作台的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统，伺服加载系统的伺服电机与减速器后座用螺钉固定，减速器与丝杆通过联轴器连接，丝杆的前端装有轴力计和加载头；X、Y向的伺服加载系统固定在加载装置固定平台上；Z向的伺服加载系统固定在底板上。进一步地，所述的立柱和顶板之间采用焊接方式固定。进一步地，所述的调平器和顶板水平仪配合使用，以保证标定装置工作台始终处于水平状态。进一步地，所述的传感器固定盘与标定装置工作台之间采用螺栓连接，可方便拆卸和安装。进一步地，所述的伺服加载系统还包括位移传感器，用以测量伺服加载过程中位移变化量；轴力计与丝杆的前端之间设有位移测量板，位移传感器底部安装在减速器后座上，前段与位移测量板固定在一起。进一步地，所述加载头与轴力计的螺杆固定在一起，其形状为圆锥形，锥头圆滑。进一步地，所述传感器加载件的X、Y、Z方向分别具有一个圆形凹槽，对应方向的加载头的锥头可以放入其中。进一步地，所述立柱上设有立柱刻度尺，以确定加载装置固定平台高度。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术的结构简单，精度高，对于小量程和大量程的三维力传感器都适用。(2)本技术的传感器固定盘和加载件的位置和形状可调节，能适用于不同形状和尺寸的三维力传感器。(3)本技术的传感器荷载施加过程采用电脑控制，能实现三个分力任意组合加载、连续动态加载，且可完成单向荷载和循环荷载的施加。(4)本设备原理简单，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。附图说明图1是本技术的三维力传感器标定装置的结构立体示意图；图2是本技术的三维力传感器标定装置的俯视图；图3是本技术的三维力传感器标定装置的A-A剖面图；图4是本技术的三维力传感器标定装置的B-B剖面图；图中：标定装置工作台1；顶板1-1；立柱1-2；底板1-3；顶板水平仪1-4；立柱刻度尺1-5；调平器1-6；传感器固定盘2；传感器固定螺孔2-1；三维力传感器3；传感器加载件4；伺服加载系统5；伺服电机5-1；减速器5-2；联轴器5-3；丝杆5-4；位移传感器5-5；位移测量板5-6；轴力计5-7；加载头5-8；加载装置固定平台6；固定台水平仪6-1；高度固定器6-2；X方向伺服电机固定装置7-1；Y方向伺服电机固定装置7-2；Z方向伺服电机固定装置7-3。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明：如图1所示，本技术是一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，包括标定装置工作台1、传感器固定盘2、传感器加载件4、伺服加载系统5、和加载装置固定平台6。如图1、3、4所示，所述标定装置工作台1由顶板1-1、固定在顶板1-1下表面四个角点的四个立柱1-2和底板1-3组成，立柱1-2与顶板1-1和底板1-3之间采用焊接方式固定；立柱1-2对应的底板1-3下表面四个角点处设有四个高度调平器1-6，顶板1-1上部设有顶板水平仪1-4，以保证标定装置工作台1始终处于水平状态。如图1、3、4所示，所述标定装置工作台顶板1-1下方安装有传感器固定盘2，两者之间采用螺栓连接，可方便拆卸和安装。所述传感器固定盘2上具有多个固定螺孔2-1，螺孔2-1的尺寸和布置方式需根据三维力传感器的形状和尺寸具体设计，对于不同的三维力传感器3可准备多个传感器固定盘2。三维力传感器3的顶部和底部均具有安装螺孔，分别用于连接传感器固定盘2和传感器加载件4。如图1、3、4所示，所述的标定装置工作台1的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统5。所述伺服加载系统5包括伺服电机5-1、减速器5-2、联轴器5-3、丝杆5-4、位移传感器5-5、位移测量板5-6、轴力计5-7和加载头5-8。其中，伺服电机5-1与减速器2后座用螺钉固定在一起，减速器5-2与丝杆5-4通过联轴器5-3连接在一起，丝杆5-4的前端装有轴力计5-7，用以测量伺服加载过程中施加荷载值。轴力计5-7与丝杆5-4的前端之间设有位移测量板5-6。所述位移传感器5-5用以量测伺服加载过程中位移变化量，其底部安装在减速器2后座上，前段与位移测量板5-6固定在一起。所述加载头5-8与轴力计5-7的螺杆固定在一起，其形状为圆锥形，锥头圆滑。如图1、3、4所示，所述传感器加载件4用以传递伺服加载系统5施加给力传感器3的荷载，其X、Y、Z方向分别具有一个圆形凹槽，对应方向的加载头5-8的锥头可以放入其中。如图1、2所示，所述加载装置固定平台6呈L形，固定平台6上开有三个孔洞，分别穿过三根立柱1-2。这三根立柱1-2上设有高度固定器6-2，可使固定平台6稳定在立柱1-2的任意位置。固定平台6上设有固定台水平仪6-1，以保证标定固定平台6始终处于水平状态。X、Y向的伺服加载系统5安装在加载装置固定平台6上，X、Y向的伺服加载系统5分别采用X方向伺服电机固定装置7-1和Y方向伺服电机固定装置7-2固定在加载装置固定平台6上；Z向的伺服加载系统5采用Z方向伺服电机固定装置7-3固定在底板1-3上，均采用螺栓固定方式。使用该三维力传感器动态响应标定装置时，其步骤如下：1)传感器安装：根据三维力传感器3的形状和尺寸，选择适宜规格的传感器固定盘2和传感器加载件4；将传感器固定盘2通过六角螺栓与标定装置工作台1固定在一起，将三维力传感器3固定在传感器固定盘2上，同时在三维力传感器3下部安装适宜尺寸的传感器加载件4。2)校准标定装置：调节标定本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，包括标定装置工作台(1)、传感器固定盘(2)、传感器加载件(4)、伺服加载系统(5)和加载装置固定平台(6)；所述标定装置工作台(1)由顶板(1‑1)、固定在顶板(1‑1)下表面四个角点的四个立柱(1‑2)和底板(1‑3)组成；立柱(1‑2)对应的底板(1‑3)下表面四个角点处设有四个高度调平器(1‑6)；顶板(1‑1)上部设有顶板水平仪(1‑4)，下方安装传感器固定盘(2)，传感器固定盘(2)上具有多个固定螺孔(2‑1)；三维力传感器(3)的顶部和底部均具有安装螺孔，用于连接传感器固定盘(2)和传感器加载件(4)；加载装置固定平台(6)呈L形，开有三个孔洞，分别穿过三根立柱(1‑2)，立柱(1‑2)上设有高度固定器(6‑2)，加载装置固定平台(6)上设有固定台水平仪(6‑1)；标定装置工作台(1)的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统(5)，伺服加载系统(5)的伺服电机(5‑1)与减速器(5‑2)后座用螺钉固定，减速器(5‑2)与丝杆(5‑4)通过联轴器(5‑3)连接，丝杆(5‑4)的前端装有轴力计(5‑7)和加载头(5‑8)；X、Y向的伺服加载系统(5)固定在加载装置固定平台(6)上；Z向的伺服加载系统(5)固定在底板(1‑3)上。...
【技术特征摘要】
1.一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，包括标定装置工作台(1)、传感器固定盘(2)、传感器加载件(4)、伺服加载系统(5)和加载装置固定平台(6)；所述标定装置工作台(1)由顶板(1-1)、固定在顶板(1-1)下表面四个角点的四个立柱(1-2)和底板(1-3)组成；立柱(1-2)对应的底板(1-3)下表面四个角点处设有四个高度调平器(1-6)；顶板(1-1)上部设有顶板水平仪(1-4)，下方安装传感器固定盘(2)，传感器固定盘(2)上具有多个固定螺孔(2-1)；三维力传感器(3)的顶部和底部均具有安装螺孔，用于连接传感器固定盘(2)和传感器加载件(4)；加载装置固定平台(6)呈L形，开有三个孔洞，分别穿过三根立柱(1-2)，立柱(1-2)上设有高度固定器(6-2)，加载装置固定平台(6)上设有固定台水平仪(6-1)；标定装置工作台(1)的X、Y、Z方向各具有一套伺服加载系统(5)，伺服加载系统(5)的伺服电机(5-1)与减速器(5-2)后座用螺钉固定，减速器(5-2)与丝杆(5-4)通过联轴器(5-3)连接，丝杆(5-4)的前端装有轴力计(5-7)和加载头(5-8)；X、Y向的伺服加载系统(5)固定在加载装置固定平台(6)上；Z向的伺服加载系统(5)固定在底板(1-3)上。2.根据权利要求1所述的一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置，其特征在于，所述的立柱(1-2)和顶板...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘婧雯，黄博，凌道盛，樊继营，黄锦书，姚罡，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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