一种吸附力测试与自动复位平台及测试与速度规划方法技术

本发明专利技术公开了一种吸附力测试与自动复位平台及测试与速度规划方法，通过速度规划算法调节驱动电机速度，使吸附机构组件沿着直线导轨滑台与所述被吸附对象表面贴合时，冲击力较小，同时给予一定的预压力，等待一段时间后，反向运动，带动被吸附对象组件整体沿着直线导轨滑动，同时拉簧被拉伸，力传感器读取拉簧拉力

【技术实现步骤摘要】
一种吸附力测试与自动复位平台及测试与速度规划方法


[0001]本专利技术属于吸附力测量
，具体涉及一种吸附力测试与自动复位平台及测试与速度规划方法
。

技术介绍

[0002]常见的吸附技术包括真空吸附
、
磁吸附
、
仿壁虎吸附
、
静电吸附
。
吸附技术广泛应用于日常生产生活中
。
爬壁机器人采用吸附技术可代替人工实现高层建筑外表面的清洁工作，机械臂末端采用吸附技术可完成货物的搬运工作
。
[0003]通过实验测试手段获得吸附力数值有助于对吸附力产生机理的研究，有利于吸附技术的不断进步
。
而现有的
、
常见的吸附力测试通常通过人工拉动弹簧测力计实现，人为引入因素多
、
测试误差大，因此亟需一种吸附力测试平台代替人工测力
。
[0004]公开号为
CN108981998B
的专利公开了一种静电吸附力测试平台及其测力方法
。
该平台包括平台底座
、
基底板
、
基底框架
、
十字形滚珠丝杠驱动装置
、
静电吸附膜和吸附膜支架以及配套的控制采集界面窗口，能够在同一平台上分别准确便捷地测量得到静电吸附膜的法向和切向静电吸附力，测量过程合理，测量准确
。
该专利使用机电一体化测试平台代替了人工测试，人为引入干扰因素少，测试结果更加准确
>。
但是该装置的基底板位置固定，无法移动，只能模拟被吸附对象静止的工况
。
而且电机存在加速时间，测量法向静电吸附力时，静电吸附膜与基底板在电机加速过程就发生脱离，引入了加速度误差，从而降低了测试精度
。
且该专利未对电机速度进行规划调节，导致吸附膜与基底板接触瞬间出现硬碰硬现象，存在较大的冲击力，可能会引发基底板震动，从而影响吸附力测试
。
[0005]公开号为
CN111207867A
的专利公开了一种静电吸附力测试平台
。
该平台包括切向测试平台
、
法向测试平台
、
定滑轮
、
数显测力器
、
卷线轴
、
电机，通过数显测力器传递到电脑端
。
该专利虽然可以测试法向与切向静电吸附力，但是与公开号为
CN108981998B
的专利缺点类似
。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种吸附力测试与自动复位平台及测试与速度规划方法，可以实现密闭环境下吸附力的重复多次测试，节约了实验时间，降低了实验成本，且结合速度规划算法，使贴附瞬间冲击力较小，可得到静电吸附力的准确数值
。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种吸附力测试与自动复位平台，包括铝型材框架
、
直线导轨
、
滑块
、
滑块限位块
、
挡块
、
上底板
、
力传感器安装块
、
力传感器
、
拉簧
、
被吸附对象固定组件
、
被吸附对象
、
吸附机构
、
吸附机构固定组件
、
直线导轨滑台
、
光电传感器
、
驱动电机
、
调节支撑脚
、
力传感器显示屏
、
电机驱动器
、
独立控制器
、
直流电源
、
测力计；被吸附对象固定组件通过螺钉与安装板固定，安装板通过螺钉与滑块固定；挡块
、
直线导轨
、
滑块限位块均通过螺钉与上底板连接，上底板通过螺钉与铝型材框架连接，滑块限位块将滑块行程限制在直线导轨内；力传感器通过螺钉与力传感器安装块连接，力传感器安装块通过螺钉与铝型材框架连接；拉簧通过拉簧固定块与力传感器连接，拉簧通过拉簧安装块与被吸附对象固定组件连接；被吸附对象与被吸附对象固定组件通过压块固定，通过滑块在直线导轨上整体滑动；驱动电机通过电机法兰片与直线导轨滑台固定，驱动电机的轴通过联轴器与直线导轨滑台的滚珠丝杆连接，传递动力；直线导轨滑台通过安装板与铝型材框架固定；吸附机构固定组件与滑块面板通过螺钉固接，实现前后移动；调节支撑脚通过螺钉与下底板连接，下底板通过螺钉与铝型材框架连接，通过微调调节支撑脚高度实现平台的平稳安放；力传感器显示屏，用于显示力传感器的实时值与峰值；光电传感器
、
驱动电机均与电机驱动器连接，电机驱动器与独立控制器连接，直流电源用于为电机驱动器
、
独立控制器供电；独立控制器通过控制电机驱动器可调节驱动电机的转角
、
旋向和转速，从而调节吸附机构位置
、
速度方向
、
速度大小；光电传感器位于直线导轨滑台的起始位置和终点位置，确定吸附机构固定组件的运动起点与终点，起到限位作用；测力计用于在安装拉簧之前，拉动被吸附对象组件沿直线导轨做近似匀速直线运动，记录此时测力计读数，作为滑动摩擦力
。
[0008]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的压块与被吸附对象固定组件之间设有垫片，压块
、
衬垫
、
被吸附对象固定组件通过螺钉固定连接，通过拧松螺钉，可更换不同的被吸附对象
。
[0009]通过选用不同刚度
、
数量的所述拉簧，改变被吸附对象固定组件的行程，实现被吸附对象不同振动频率的模拟，从而更加真实地模拟被吸附对象存在振动时的吸附工况
。
[0010]上述的滑块与直线导轨之间润滑充分
。
[0011]一种吸附力测试与速度规划方法，包括：在安装拉簧之前，使用测力计拉动被吸附对象组件沿直线导轨做近似匀速直线运动，记录此时测力计读数，作为滑动摩擦力
。
[0012]当被吸附对象固定组件处于挡块标示的初始位置时，微调力传感器安装块位置，使力传感器示数为零；通过速度规划算法调节驱动电机速度，使吸附机构组件沿着直线导轨滑台与所述被吸附对象表面贴合时，冲击力较小，同时给予一定的预压力，等待一段时间后，反向运动，带动被吸附对象组件整体沿着直线导轨滑动，同时拉簧被拉伸，力传感器读取拉簧拉力
。
运动小段距离后，吸附力与拉簧拉力
、
滑动摩擦力达到平衡，然后吸附机构与被吸附对象表面脱离，力传感器记录拉簧拉力峰值，被吸附对象组件在拉簧拉力作用下复位，力传感器示数回零，所测吸附力等于拉簧拉力峰值与滑动摩擦力之和
。
[0013]重复测试时，需要保证预压力，预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种吸附力测试与自动复位平台，其特征在于，包括铝型材框架
、
直线导轨
、
滑块
、
滑块限位块
、
挡块
、
上底板
、
力传感器安装块
、
力传感器
、
拉簧
、
被吸附对象固定组件
、
被吸附对象
、
吸附机构
、
吸附机构固定组件
、
直线导轨滑台
、
光电传感器
、
驱动电机
、
调节支撑脚
、
力传感器显示屏
、
电机驱动器
、
独立控制器
、
直流电源
、
测力计；被吸附对象固定组件通过螺钉与安装板固定，安装板通过螺钉与滑块固定；挡块
、
直线导轨
、
滑块限位块均通过螺钉与上底板连接，上底板通过螺钉与铝型材框架连接，滑块限位块将滑块行程限制在直线导轨内；力传感器通过螺钉与力传感器安装块连接，力传感器安装块通过螺钉与铝型材框架连接；拉簧通过拉簧固定块与力传感器连接，拉簧通过拉簧安装块与被吸附对象固定组件连接；被吸附对象与被吸附对象固定组件通过压块固定，通过滑块在直线导轨上整体滑动；驱动电机通过电机法兰片与直线导轨滑台固定，驱动电机的轴通过联轴器与直线导轨滑台的滚珠丝杆连接，传递动力；直线导轨滑台通过安装板与铝型材框架固定；吸附机构固定组件与滑块面板通过螺钉固接，实现前后移动；调节支撑脚通过螺钉与下底板连接，下底板通过螺钉与铝型材框架连接，通过微调调节支撑脚高度实现平台的平稳安放；力传感器显示屏，用于显示力传感器的实时值与峰值；光电传感器
、
驱动电机均与电机驱动器连接，电机驱动器与独立控制器连接，直流电源用于为电机驱动器
、
独立控制器供电；独立控制器通过控制电机驱动器可调节驱动电机的转角
、
旋向和转速，从而调节吸附机构位置
、
速度方向
、
速度大小；光电传感器位于直线导轨滑台的起始位置和终点位置，确定吸附机构固定组件的运动起点与终点，起到限位作用；测力计用于在安装拉簧之前，拉动被吸附对象组件沿直线导轨做近似匀速直线运动，记录此时测力计读数，作为滑动摩擦力
。2.
根据权利要求1所述的一种吸附力测试与自动复位平台，其特征在于，所述压块与被吸附对象固定组件之间设有垫片，压块
...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晋军，廖文和，陈子超，田威，缪云飞，李炳锐，叶佳轩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：