【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器，特别涉及一种关节扭矩传感器带宽检测的装置。
技术介绍
1、在现代机器人技术发展过程中，扭矩传感器扮演着至关重要的角色。扭矩传感器不仅能够为机器人提供被测关节扭矩的大小和方向，还能够对机器人的力控、机械臂的柔顺控制、末端负载辨识、关节振动分析等提供大量直接的数据，为机械臂性能的提升和稳定提供了硬件支撑。
2、机器人，尤其是串联机器人是一个变惯量、变刚度的系统。机器人在运行过程中各轴所受的力矩会快速地发生变化，当安装在机器人关节处的扭矩传感器响应较低时其采集反馈的数据会发生失真，最终会造成机器人控制的变差甚至失败。这就要求安装在机器人关节处的扭矩传感器具有较高的动态响应。在扭矩传感器的关键参数中，带宽是评估扭矩传感器动态响应能力的一个关键指标，其能有效地反应出传感器能够准确检测外部信号的最高输入频率，因此在扭矩传感器使用前需要对其进行带宽测试，以防止由于扭矩传感器带宽太低而造成机械臂控制的失效。
3、如何实现对关节扭矩传感器的带宽检测，是当前需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
2、为此，本专利技术的目的在于提出一种关节扭矩传感器带宽检测的装置，以解决
技术介绍
中所提到的问题，克服现有技术中存在的不足。
3、为了实现上述目的，本专利技术的实施例提供一种关节扭矩传感器带宽检测的装置，包括：激励信号发生单元、测试支架、固定法兰、扭矩传感器、输入连接法兰、驱动及信号采集模块、
4、所述激励信号发生单元通过所述测试支架、固定法兰和输入连接法兰与所述扭矩传感器连接；其中，所述激励信号发生单元固定连接至所述测试支架上，所述测试支架上开有过孔，所述激励信号发生单元的转轴通过所述测试支架上的过孔伸出，所述固定法兰的一端固定连接在所述测试支架上，所述固定法兰的另一端与所述扭矩传感器的外圈相连接，以使得所述扭矩传感器通过固定法兰安装在测试支架上；所述输入连接法兰固定连接到所述激励信号发生单元的输出轴上，在所述输入连接法兰的另一侧固定连接在扭矩传感器的内圈上，以将所述激励信号发生单元和扭矩传感器通过测试支架、固定法兰以及输入连接法兰固定连接在一起；
5、所述驱动信号采集模块通过所述传感器信号线与所述扭矩传感器连接进行通讯，实时获取所述扭矩传感器所采集的数据；所述驱动信号采集模块通过所述驱动线缆与所述激励信号发生单元连接，以实现对所述激励信号发生单元旋转的控制；
6、所述驱动信号采集模块通过所述上位机连接线与上位机连接，由所述上位机通过所述驱动信号采集模块对所述激励信号发生单元进行控制，并对所述扭矩传感器进行数据采集，实现对扭矩传感器的带宽进行分析。
7、由上述任一方案优选的是，所述激励信号发生单元为永磁同步电机或步进电机。
8、由上述任一方案优选的是，所述激励信号发生单元通过螺钉固定连接到测试支架上，所述测试支架通过螺钉固定连接到外部的测试台上；所述固定法兰的一端通过螺栓固定连接在所述测试支架上。
9、由上述任一方案优选的是，所述输入连接法兰通过螺钉固定连接在所述激励信号发生单元的输出轴上，在所述输入连接法兰的另一侧通过螺栓固定连接在所述扭矩传感器的内圈上。
10、由上述任一方案优选的是，所述驱动及信号采集模块通过所述上位机连接线与所述上位机连接进行通讯，所述上位机实时控制所述激励信号发生单元的旋转频率以及采集该时刻的扭矩传感器的输出响应，实现对扭矩传感器的带宽进行分析。
11、由上述任一方案优选的是，所述输入连接法兰内套于所述固定法兰中，且与所述激励信号发生单元连接。
12、由上述任一方案优选的是，由所述上位机控制所述驱动及信号采集模块输出固定频率的信号，以使得所述激励信号发生单元的输出轴进行旋转，所述上位机通过驱动及信号采集模块对扭矩传感器的输出信号进行实时采集和分析，以得到所述扭矩传感器所采集信号的振幅和频率；
13、然后所述上位机控制驱动及信号采集模块对系统进行线性扫频，所述驱动及信号采集模块实时采集不同频率下扭矩传感器的输出信号并发送至所述上位机，所述上位机实时对采集的频率、幅值及相位进行分析显示，当所述扭矩传感器的输出数据的幅值下降到预设值时，则停止测试，得到被测关节扭矩传感器的带宽。
14、由上述任一方案优选的是，在所述驱动及信号采集模块输出信号的控制下，所述激励信号发生单元的输出轴以正弦波形式进行旋转。
15、由上述任一方案优选的是，所述上位机控制所述驱动及信号采集模块的输出频率以线性的方式不断增加正弦波的频率，实现对系统进行线性扫频。
16、由上述任一方案优选的是，所述预设值为-3db。
17、与现有技术相比，本专利技术所具有的优点和有益效果为：
18、1、整体结构简单、生产制造成本低、稳定可靠且测量快速，可为扭矩传感器的应用提供数据支撑；
19、2、产品可适配不同型号的扭矩传感器，适应性广；
20、3、整体自由度较高，支持以不同的方式控制激励信号发生单元(例如，位置模式、速度模式、力矩模式等)，支持多种扫频的方式(例如，线性扫频、对数扫频等)，为整个测试提供了极高的测试自由度。
21、本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，包括：激励信号发生单元、测试支架、固定法兰、扭矩传感器、输入连接法兰、驱动及信号采集模块、传感器信号线、驱动线缆和上位机连接线，其中，
2.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述激励信号发生单元为永磁同步电机或步进电机。
3.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述激励信号发生单元通过螺钉固定连接到测试支架上，所述测试支架通过螺钉固定连接到外部的测试台上；所述固定法兰的一端通过螺栓固定连接在所述测试支架上。
4.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述输入连接法兰通过螺钉固定连接在所述激励信号发生单元的输出轴上，在所述输入连接法兰的另一侧通过螺栓固定连接在所述扭矩传感器的内圈上。
5.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述驱动及信号采集模块通过所述上位机连接线与所述上位机连接进行通讯，所述上位机实时控制所述激励信号发生单元的旋转频率以及采集该时刻的扭矩传感器的输出响应，实现对扭矩传感器
6.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述输入连接法兰内套于所述固定法兰中，且与所述激励信号发生单元连接。
7.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，由所述上位机控制所述驱动及信号采集模块输出固定频率的信号，以使得所述激励信号发生单元的输出轴进行旋转，所述上位机通过驱动及信号采集模块对扭矩传感器的输出信号进行实时采集和分析，以得到所述扭矩传感器所采集信号的振幅和频率；
8.如权利要求7所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，在所述驱动及信号采集模块输出信号的控制下，所述激励信号发生单元的输出轴以正弦波形式进行旋转。
9.如权利要求7所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述上位机控制所述驱动及信号采集模块的输出频率以线性的方式不断增加正弦波的频率，实现对系统进行线性扫频。
10.如权利要求7所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述预设值为-3dB。
...【技术特征摘要】
1.一种关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，包括：激励信号发生单元、测试支架、固定法兰、扭矩传感器、输入连接法兰、驱动及信号采集模块、传感器信号线、驱动线缆和上位机连接线，其中，
2.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述激励信号发生单元为永磁同步电机或步进电机。
3.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述激励信号发生单元通过螺钉固定连接到测试支架上，所述测试支架通过螺钉固定连接到外部的测试台上；所述固定法兰的一端通过螺栓固定连接在所述测试支架上。
4.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述输入连接法兰通过螺钉固定连接在所述激励信号发生单元的输出轴上，在所述输入连接法兰的另一侧通过螺栓固定连接在所述扭矩传感器的内圈上。
5.如权利要求1所述的关节扭矩传感器带宽检测的装置，其特征在于，所述驱动及信号采集模块通过所述上位机连接线与所述上位机连接进行通讯，所述上位机实时控制所述激励信号发生单元的旋转频率以及采集该时刻...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡立强，庹华，王浩，赵伟良，齐高奇，孔祥鹏，刘宁宁，于文进，
申请(专利权)人：珞石山东智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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