关节模组的测试装置的制作方法

本技术属于机器人零部件测试，具体涉及一种关节模组的测试装置。

背景技术：

1、随着机器人技术的飞速发展，关节模组（通常集成电机、减速器、编码器及驱动器）作为机器人的核心动力单元，其性能指标（如定位精度、扭矩输出能力、传动效率等）直接决定了机器人的作业水平。在关节模组的生产和研发过程中，必须通过专门的测试装置对其进行各项性能参数的标定与检测。

2、现有的测试装置通常仅配备单一的动力负载装置（如负载电机或磁粉制动器）。然而，不同型号或应用场景的关节模组对扭矩的要求差异巨大。若选用大扭矩负载装置，在进行小扭矩关节测试时，受限于负载装置自身的惯量和控制精度，测量数据往往波动剧烈，精度无法保证；若选用小扭矩负载装置，则无法满足大扭矩模组的极限承载测试需求。这导致实验室往往需要购置多套测试设备，成本高且占用空间大。

3、因此，如何设计一种能够兼顾不同量程需求的关节模组测试装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提出了一种关节模组的测试装置，旨在兼顾关节模组测试的不同量程需求。

2、在本实用新型提供的一种关节模组的测试装置中，该测试装置包括操作台、第一安装座、两个加扭装置、第二安装座、数据采集组件和测控仪。其中，第一安装座设置在所述操作台上，且设置成适于安装待测试的关节模组；两个加扭装置中的一台加扭装置的扭矩范围大于另一台加扭装置的扭矩范围；第二安装座上连接有两个所述加扭装置，所述第二安装座适于在一移动台上滑动，以使其中一个所述加扭装置的输出端与所述关节模组的输出端在轴向上对齐；其中，所述移动台设置在所述操作台上。数据采集组件通过连轴系统连接在所述关节模组的输出端与一个所述加扭装置的输出端之间；测控仪与所述加扭装置及所述数据采集组件信号连接。

3、如此，通过设置两个量程不同的加扭装置，并配合可滑动的第二安装座和移动台，实现了测试装置的大量程覆盖与高精度兼顾。用户可根据待测关节模组的额定扭矩，快速切换合适的加扭装置进行对齐测试，避免了单一加扭装置在小扭矩测试时精度不足或大扭矩测试时量程受限的问题，显著提升了测试装置的测试兼容性和利用率。

4、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，所述数据采集组件包括一套圆光栅，所述圆光栅的读数头穿设有一转轴，所述连轴系统包括第一联轴器，所述测试装置还包括第一支撑座，第一支撑座设置在所述操作台上，且其上部安装有所述圆光栅，所述圆光栅的转轴的一端通过所述第一联轴器连接所述关节模组的一转接轴。

5、如此，通过第一支撑座固定圆光栅并利用第一联轴器连接转接轴，能够实时、高精度地采集关节模组的角位移数据。第一支撑座提供了稳定的物理基准，减少了振动对读数精度的影响，从而保证了对关节模组运动精度（如回程误差、传动误差）的准确评估。

6、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，所述数据采集组件还包括一套双量程扭矩传感器，所述双量程扭矩传感器穿设有一转轴，所述连轴系统还包括第二联轴器，所述测试装置还包括第二支撑座，第二支撑座设置在所述操作台上，且其上部安装有所述双量程扭矩传感器，所述扭矩传感器的转轴的一端连接所述圆光栅的转轴，所述扭矩传感器的转轴的另一端连接所述第二联轴器的第一端。

7、如此，采用双量程扭矩传感器配合第二支撑座，能够针对不同负载工况提供更细分、更精准的扭矩反馈。通过第二支撑座分担传感器自重及径向载荷，保护了传感器轴受力均匀，确保了测试过程中扭矩信号的线性度与重复性，实现了从空载到满载全过程的精确监控。

8、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，该测试装置还包括第三支撑座和惯量盘。其中，第三支撑座，其设置在所述操作台上。惯量盘设置在所述第三支撑座的上部，其中部穿设有一转轴，所述惯量盘的转轴的一端连接有第二联轴器的第二端，所述惯量盘转轴的另一端连接所述加扭装置。

9、如此，通过引入惯量盘，能够模拟关节模组在实际工作负载下的惯性特征。第三支撑座确保了惯量盘在高速转动时的动平衡稳定性，使测试环境更接近真实使用场景，从而有效评估关节模组在启动、停止及换向时的动态响应特性和伺服控制性能。

10、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，所述连轴系统还包括第三联轴器，所述加扭装置包括伺服电机和减速器。所述减速器的输入端连接所述伺服电机的输出端，所述减速器的输出端用于连接第三联轴器。

11、如此，利用“伺服电机+减速器”作为加扭来源，能够提供高转矩刚性和极低转速下的平稳负载输出。通过第三联轴器进行柔性连接，有效补偿了加扭系统与待测的关节模组之间的轴向偏差，防止了由于同轴度误差导致的机械应力集中及数据干扰。

12、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，该测试装置还包括第一滑轨组件和第一传动组件，第一滑轨组件设置在所述移动台的顶面，所述第一滑轨组件的延伸方向垂直于所述关节模组的安装轴线，且所述第一滑轨组件上滑动设置有所述第二安装座。以及，第一传动组件包括螺纹传动配合的第一丝杠和第一螺母，所述第一丝杠平行地设置于所述第一滑轨组件之间，所述第一螺母连接在所述第二安装座的底面，所述第一丝杠通过两个轴承座转动地设置在所述移动台的顶面。

13、如此，通过第一滑轨组件和丝杠组件驱动第二安装座，实现了加扭装置切换的半自动化或自动化精准对位。丝杠传动提供了较高的定位精度和自锁能力，确保所选的加扭装置与关节模组的中心线严格对齐，消除了人工手动对齐带来的偏差。

14、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，该测试装置还包括一组导轨锁，一组导轨锁连接在所述第二安装座上，并滑动设置在所述第一滑轨组件上。

15、如此，导轨锁能够将被选定的加扭装置牢牢固定在测试位置上，消除丝杠副的间隙及滑动副的微震动。在加载大扭矩测试时，有效防止了由于反作用力导致的安装座位移，保证了测试过程中的机械结构刚度和数据一致性。

16、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，该测试装置还包括第二滑轨组件和第二传动组件。其中，第二滑轨组件设置在所述操作台的顶面，所述第二滑轨组件的延伸方向平行于所述关节模组的安装轴线，且所述移动台滑动设置在所述第二滑轨组件上；第二传动组件包括螺纹传动配合的第二丝杠和第二螺母，所述第二丝杠平行地设置于所述第二滑轨组件之间，所述第二螺母连接在所述移动台的底面，所述第二丝杠通过两个轴承座转动地设置在所述操作台的顶面。

17、如此，设置平行于轴线的第二滑轨和丝杠组件，实现了测试空间长度的灵活调节。这使得测试装置能够适配不同长度规格的关节模组或不同组合形式的连轴系统，增强了测试装置的物理尺寸适配能力。

18、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，该测试装置还包括第二滑轨组件和第三传动组件。其中，第二滑轨组件设置在所述操作台的顶面，所述第二滑轨组件的延伸方向平行于所述关节模组的安装轴线。第三传动组件包括螺纹传动配合的第三丝杠和第三螺母，所述第三丝杠平行地设置于所述第二滑轨组件之间，所述第三螺母连接在所述第一安装座的底面，所述第三丝杠通过两个轴承座转动地设置在所述操作台的顶面；其中，所述第一安装座滑动地设置在所述第二滑轨组件上。

19、如此，通过使第一安装座具备沿第二滑轨滑动调节的能力，进一步提升了待测物端与加扭端的相对位置灵活性。这不仅便于安装和拆卸待测模组，还能在不移动加扭复杂系统的情况下，微调待测的关节模组的位置，优化了装配操作的便捷性。

20、在本实用新型提供的上述测试装置的一种优选的技术方案中，该测试装置还包括手轮，手轮连接在所述第三丝杠的末端，以驱动所述第一安装座。

21、如此，手轮的设计提供了直观、细腻的人工微调手段。在进行最后对位或初始张紧时，操作员可以通过手轮进行微米级的位移控制，防止电动驱动过冲导致碰撞，提升了装置的操作安全性和装调效率。