一种双力源六维力传感器标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种双力源六维力传感器的标定装置，包括标定工作台，第一升降机构、第二升降机构、加载装置、加载夹持机构及L形传感器基座，第一升降机构包括作为输出端的第一升降块，第一升降块与加载装置的一端连接，第二升降机构包括作为输出端的第二升降块，第二升降块与加载装置的另一端连接，两个纵向施力杆分别与两个升降块刚性连接并分别对两个横向加载方筒施加大小相等，方向相同或相反的垂直力，两个垂直力通过两个横向加载方筒与加载夹持机构转化为合力或合力矩传递给六维力传感器，六维力传感器固定于L型传感器基座上，L型传感器基座装载在标定工作台上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种六维力传感器标定加载台领域，特别涉及一种双力源六维力传感器标定装置。
技术介绍
六维力传感器是可以同时检测空间三维力信息(Fx、Fy、Fz)和三维力矩信息(Mx、 My、Mz)的力信息获取设备。广泛应用于机器人、建筑业及航空航天等领域。六维力传感器设计加工完成后，为确定六维力传感器的输入输出关系，进而进行解耦和求解各种输入输出特性，需要进行标定试验。标定装置在传感器研制过程中占据着重要的作用，标定装置的精度直接制约着六维力传感器测量精度，标定装置使用方法的繁易也直接影响着六维力传感器的设计制作周期和成本。目前国内外多维力传感器研究单位研制出的传感器标定装置主要是砝码式、龙门式(、双十字架式、四千斤顶式的标定装置。其中砝码式标定用砝码提供标准加载力，可以通过滑轮或杠杆原理实现各方向单维力的单独标定，在中小量程多维力传感器的标定中使用较为普遍，并具有精度高，易操作等特点。但受标定试验人员体力的影响，不能应用于大量程多维力传感器的多维标定力加载。中国专利CN1727861A公开了一种龙门式并联传感器标定装置，中国专利CN1715856A公开了一种龙门式无极升降式六维力传感器标定装置，均可实现大尺寸、大量程多维力传感器多维标定力加载，但须手摇加载减速机和调整升降滑轮，不能解决自动加载及其动态载荷加载问题，且不能实现各个方向单维力的单独加载。中国专利CN1012^K)95A公开了一种四千斤顶式六维力传感器标定装置，中国专利CN101776506A公开了一种双十字架式大型多维力传感器标定加载台，由于加力装置为液压缸或千斤顶，体积大、量程高，并采用厚重的加载盘作为力传递元件，都仅适用于大型及大量程(吨位级)六维力传感器的静、动态标定加载，不能标定中小型及中小量程六维力传感器，否则，加载板自重所引入的系统误差严重影响标定精度且其加工与安装复杂。 每改变一次单维力/力矩的加载方向，就需要多次移动笨重的加载液压缸或千斤顶，试验操作非常复杂，标定试验效率较低并给标定试验人员带来繁重的劳动强度。且中国专利 CN1012^095A不能实现各个方向单维力的单独加载。中国专利CN101464201B公开了一种六维大力传感器的标定装置，结构紧凑，刚度和精度较高，但同样不能解决自动加载及其动态载荷加载问题，且不能实现各个方向单维力的单独加载。随着机器人技术，航天器对接，及风洞试验等技术的发展，对六维力传感器动态特性研究就显得越来越重要。为研究六维力传感器的动态特性，必须对其进行动态标定试验， 即利用动态标定装置向传感器输入已知动态力。此外，由于六维力传感器不可避免地存在出现维间耦合问题，对传感器进行各个方向单维力的加载标定更有利于实现六维力传感器的解耦，进而提高传感器测量精度。由于须采集大量数据，标定试验工作劳动强度较大，可自动加载的标定装置能大大节省试验操作人员体力，提高试验效率，缩减传感器设计与制作周期。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种双力源六维力传感器的标定装置，包括第一升降机构、第二升降机构、加载装置、加载夹持机构及L形传感器基座，第一升降机构包括作为输出端的第一升降块，第一升降块与加载装置的一端连接，第二升降机构包括作为输出端的第二升降块，第二升降块与加载装置的另一端连接，加载装置包括第一纵向施力杆、第二纵向施力杆、第一横向加载方筒及第二横向加载方筒，所述第一纵向施力杆的上端作为加载装置的一端与第一升降机构的第一升降块连接，在第一纵向施力杆的下端连接有第一方孔套，第一方孔套套设在第一横向加载方筒上且第一方孔套与第一横向加载方筒之间形成横向滑动连接，第一横向加载方筒与加载夹持机构的一端连接；第二纵向施力杆的上端作为加载装置的另一端与第二升降机构的第二升降块连接，在第二纵向施力杆的下端连接有第二方孔套，第一方孔套套设在第二横向加载方筒上且第一方孔套与第二横向加载方筒之间形成横向滑动连接，第二横向加载方筒与加载夹持机构的另一端连接，L形传感器基座设在标定工作台上，L形传感器基座由相互垂直的第一臂和第二臂组成，在第一臂上设有用于放置六维力传感器的第一凹槽，在第二臂上设有用于放置六维力传感器的第二凹槽。同现有技术比较，本技术的优点是1)通过PC机控制电机转动，标准单维力传感器测量加载力的大小，可以对六维力传感器进行连续的动、静态标定，操作简单方便， 标定加载力的大小无级可调且分辨率高；2)在第一纵向施力杆的下端连接有第一方孔套， 第一方孔套套设在第一横向加载方筒上且第一方孔套与第一横向加载方筒之间形成横向滑动连接，第一纵向施力杆可对第一横向加载方筒施加向上或向下的垂直力，在第二纵向施力杆的下端连接有第二方孔套，第一方孔套套设在第二横向加载方筒上且第一方孔套与第二横向加载方筒之间形成横向滑动连接，第二纵向施力杆可对第二横向加载方筒施加向上或向下的垂直力，当六维力传感器固定在L型传感器基座第一凹槽时，使第一升降块、第二升降块分别带动第一纵向施力杆、第二纵向施力杆对第一横向加载方筒、第二横向加载方筒由零开始逐步施加向上或向下的大小相等的方向相同的垂直力，两个逐步加载的垂直同向力转化为逐步加载的Z方向合力通过加载夹持机构传递给六维力传感器，完成Z方向力的标定；使第一升降块、第二升降块分别带动第一纵向施力杆、第二纵向施力杆对第一横向加载方筒、第二横向加载方筒由零开始逐步施加向上或向下的大小相等，方向相反的垂直力，两个逐步加载的垂直力转化为逐步加载的X方向力矩(或Y方向力矩)通过加载夹持机构传递给六维力传感器，完成X方向力矩(或Y方向力矩)的标定；将六维力传感器沿标定轴旋转90度，再次固定于L型传感器基座的第一凹槽上，使第一升降块、第二升降块分别带动第一纵向施力杆、第二纵向施力杆对第一横向加载方筒、第二横向加载方筒由零开始逐步施加向上或向下的大小相等，方向相反的垂直力，两个逐步加载的垂直力转化为逐步加载的Y方向力矩(或X方向力矩)通过加载夹持机构传递给六维力传感器，完成Y方向力矩(或X方向力矩)的标定。当六维力传感器固定在L型传感器基座第二凹槽时，使第一升降块、第二升降块分别带动第一纵向施力杆、第二纵向施力杆对第一横向加载方筒、第二横向加载方筒由零开始逐步施加向上或向下的大小相等的方向相同的垂直力，两个逐步加载的垂直同向力转化为逐步加载的X方向(或Y方向)合力通过加载夹持机构传递给六维力传感器，完成X方向力(或Y方向力)的标定；将六维力传感器沿标定轴旋转90度，再固定于L 型传感器基座的第二凹槽上，若第一升降块、第二升降块分别带动第一纵向施力杆、第二纵向施力杆对第一横向加载方筒、第二横向加载方筒由零开始逐步施加向上或向下的大小相等的方向相同的垂直力，两个逐步加载的垂直同向力转化为逐步加载的Y方向(或X方向) 合力通过加载夹持机构传递给六维力传感器，完成Y方向力(或X方向力)的标定；使第一升降块、第二升降块分别带动第一纵向施力杆、第二纵向施力杆对第一横向加载方筒、第二横向加载方筒由零开始逐步施加向上或向下的大小相等的方向相反的垂直力，两个逐步加载的垂直力转化为逐步加载的Z方向力矩通过加载夹持机构传递给六维力传感器，完成Z方向力矩的标定。传统的六维力传感器标定装置，传感器安装位置固定不变，需要四个加载点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爱国，马俊青，茅晨，崔建伟，吴涓，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：