一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块制造技术

本发明专利技术公开一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块，至少包括承力板弹性元件、转接板、力传感器和激光位移传感器等中间测量部件，包括直线滑轨等外围测量部件以及承载上述部件的基座，其中，承力板用于在待检测协作机器人与测量模块发生碰撞时承受碰撞，并通过弹性元件将碰撞力转递给转接板，转接板再挤压力传感器从而检测出碰撞力；激光位移传感器用于在待检测协作机器人与测量模块发生碰撞时测量承力板的直线位移变化量。采用本发明专利技术，可以在协作机器人碰撞时承受碰撞并且采集碰撞力和功率曲线。

A precise measurement module for detecting collision force and power of cooperative robot

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块
本专利技术涉及安全检测
，具体涉及一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块。
技术介绍
随着科技的发展，智能制造已逐渐成熟，在生产制造过程中随着机器人工作范围的不断扩大，人与机器人的协作开始更加密切，机器人安全问题也在不断暴露。目前，国内现有关于协作机器人的安全标准为GB11291.1-2011、GB11291.2-2013，这两份标准主要适用于传统的工业机器人。然而协作机器人正在从人机隔离的工作环境发展为人机交融的工作环境，针对协作机器人的安全标准ISO/TS15066-2016指出应该对协作机器人的功率和力进行限制，对协作机器人进行评估需要测试其准静态、动态情况下的力、压力，且测试条件因协作机器人接触到的人体不同位置而不同。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块，可以满足协作机器人安全标准的规定，能够在待检测协作机器人碰撞时承受碰撞并且采集碰撞力和功率曲线。本专利技术实施例提供了一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块，其特征在于，包括：中间测量部件、外围测量部件以及承载所述测量部件的基座；所述中间测量部件安装在所述基座的中间部位，在待检测协作机器人与测量装置发生碰撞时用来承受碰撞，并测量碰撞时产生的冲击力和位移；所述外围测量部件平行且对称的安装在所述中间测量部件两侧的基座上，用于在碰撞发生时为所述中间测量部件的位移导向。进一步的，所述中间测量部件至少包括承力板、弹性元件、转接板、力传感器和激光位移传感器；所述承力板位于所述中间测量部件的最上方，用于在碰撞发生时承受所述冲击力；所述弹性元件安装在所述承力板下方，用于在碰撞发生时为所述测量装置提供缓冲；所述转接板安装在所述弹性元件的下方，用于在碰撞发生时使所述力传感器受力均匀；所述力传感器安装在所述转接板和所述基座之间，用于在碰撞发生时基于所述转接板的挤压获得力信号；所述激光传位移传感器位于所述基座上，用于在碰撞发生时测量所述承力板的直线位移变化量。进一步的，所述激光位移传感器的测点位于所述承力板的下表面。进一步的，所述承力板为倒U型板，所述倒U型板的底部内表面与所述弹性元件相连接，所述倒U型板的底部外表面为碰撞时与所述待测协作机器人接触的位置。进一步的，所述弹性元件为板状弹性元件，所述板状弹性元件的硬度随所述冲击力的大小变换。进一步的，所述外围测量部件至少包括支撑板和安装在所述支撑板上的直线滑轨。进一步的，所述外围测量部件还包括滑块，所述滑块通过第一工艺孔安装在所述支撑板上，在碰撞发生时通过在所述直线滑轨上滑行为所述承力板的位移导向。进一步的，所述支撑板包括基准支撑板和调整支撑板。进一步的，所述基座上开有第二工艺孔，所述力传感器和所述激光位移传感器的数据线通过所述第二工艺孔与数据采集器连接。在本专利技术实施例中，检测装置中的各个部件相互协作，检测协作机器人碰撞时的产生的冲击力和造成的位移，并通过数据采集器将检测到的数据传输至服务器，分析碰撞产生的碰撞力和功率曲线，为协作机器人的碰撞检测实验提供了一种能满足协作机器人安全标准的测量模块。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。图1-图3是本专利技术实施例提供的一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种基于检测模块的检测实验示意图。附图标记：测量模块1；中间测量部件11；承力板111；弹性元件112；转接板113；力传感器114；激光位移传感器115；外围测量部件12；支撑板121；基准支撑板1211；调整支撑板1212；第一工艺孔1213；直线滑轨122；滑块123；基座13；第二工艺孔131；安装孔132；待检测协作机器人2；测量立柱3；数据采集器4。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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，术语“第一”和“第二”仅是为了区别命名，并不代表数字的大小或者排序。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。在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本专利技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本专利技术中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1-3所示的用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块1至少可以包括中间测量部件11、外围测量部件12以及承载测量部件的基座13。其中，中间测量部件11安装在基座13的中间部位，在待检测协作机器人与测量装置发生碰撞时用来承受碰撞，并测量碰撞时产生的冲击力和位移；外围测量部件12平行且对称的安装在中间测量部件11两侧的基座13上，用于在碰撞发生时为中间测量部件11的位移导向。在一种优选的实现方式中，中间测量部件11至少可以包括承力板111、弹性元件112、转接板113、力传感器114和激光位移传感器115。其中，承力板111位于中间测量部件11的最上方，用于在待检测协作机器人2与测量模块1发生碰撞时用来承受碰撞产生的冲击力。弹性元件112安装在承力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块，其特征在于，包括：中间测量部件、外围测量部件以及承载所述测量部件的基座；/n所述中间测量部件安装在所述基座的中间部位，在待检测协作机器人与测量装置发生碰撞时用来承受碰撞，并测量碰撞时产生的冲击力和位移；/n所述外围测量部件平行且对称的安装在所述中间测量部件两侧的基座上，用于在碰撞发生时为所述中间测量部件的位移导向。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于检测协作机器人碰撞力和功率的精密测量模块，其特征在于，包括：中间测量部件、外围测量部件以及承载所述测量部件的基座；
所述中间测量部件安装在所述基座的中间部位，在待检测协作机器人与测量装置发生碰撞时用来承受碰撞，并测量碰撞时产生的冲击力和位移；
所述外围测量部件平行且对称的安装在所述中间测量部件两侧的基座上，用于在碰撞发生时为所述中间测量部件的位移导向。


2.根据权利要求1所述的测量模块，其特征在于，所述中间测量部件至少包括承力板、弹性元件、转接板、力传感器和激光位移传感器；
所述承力板位于所述中间测量部件的最上方，用于在碰撞发生时承受所述冲击力；
所述弹性元件安装在所述承力板下方，用于在碰撞发生时为所述测量装置提供缓冲；
所述转接板安装在所述弹性元件的下方，用于在碰撞发生时使所述力传感器受力均匀；
所述力传感器安装在所述转接板和所述基座之间，用于在碰撞发生时基于所述转接板的挤压获得力信号；
所述激光传位移传感器位于所述基座上，用于在碰撞发生时测量所述承力板的直线位移变化量。


3.根据权利要求2所述的测量模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：段星光，靳励行，李建玺，田焕玉，何睿，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11