一种工业机器人转动灵活度检测设备的制作方法

本发明涉及检测设备，尤其涉及一种工业机器人转动灵活度检测设备。

背景技术：

1、工业机器人关节的转动灵活度直接影响其运动精度与动态性能，是出厂检验和日常维护的重要指标。现有灵活度检测装置通常先通过加载机构对待测关节施加恒定的预紧力，再驱动关节沿单一方向转动，通过观察转动角度或读取驱动元件的运行状态来评价灵活度。然而此类方式存在两方面明显不足：一方面，实际作业中关节所承受的负载是动态变化的，例如搬运机器人在抓取与释放工件的瞬间会产生负载突增或突减，焊接与喷涂机器人需长时间在连续变载状态下运行；恒定载荷检测只能反映关节在某一固定受力状态下的表现，无法模拟上述变载过程，使部分仅在高负载冲击或载荷突变时才会暴露的卡滞、阻尼异常等缺陷难以被有效识别。另一方面，现有检测通常仅驱动关节单向转动，无法对比正转与反转两个方向的阻力差异；而轴承游隙、减速器啮合状态等因素常导致关节正反转灵活度不一致，仅检测单向转动容易遗漏方向性缺陷，无法全面评价关节品质。

技术实现思路

1、本技术通过提供一种工业机器人转动灵活度检测设备，解决了现有技术中难以在可编程变载荷条件下对机器人关节进行正反转双向灵活度检测，导致检测结果无法真实反映实际作业工况的技术问题，通过设置压力传感器实时检测法向压力并反馈至控制端，由控制端按预设加载程序闭环调节加载力，同时驱动关节进行正转与反转实现了变载荷下关节正反转灵活度的自动定量检测的技术效果。

2、本技术提供了一种工业机器人转动灵活度检测设备，包括移动架、安装臂、连接臂以及控制端；安装臂设置在移动架上，连接臂一体成型于安装臂上；连接臂另一端设置有u形架，u形架一端为封闭端，另一端为开口端，封闭端与开口端之间形成容纳腔，用于容纳机器人转动组件；u形架上安装有检测轮组件和限位轮组件，检测轮组件和限位轮组件位于容纳腔中；u形架的下端还安装有防转组件；检测轮组件和限位轮组件用于对机器人转动组件的上关节进行检测和夹紧，防转组件用于夹紧机器人转动组件的下关节，防止检测轮组件和限位轮组件对机器人转动组件的上关节进行正反转灵活度检测时其下关节一同转动，导致检测结果不准确；

3、所述检测轮组件包括一对主转辊部和一对驱动部，两个主转辊部分别滑动设置在u形架上，且靠近u形架的封闭端；两个驱动部分别设置在连接臂的顶面和底面，一对驱动部共同驱动一对主转辊部的移动；限位轮组件包括一对副转辊部，两个副转辊部分别设置在u形架上，且靠近u形架的开口端；

4、所述检测轮组件还包括与控制端电连接的压力传感器，所述压力传感器串接于所述驱动部输出法向压力的传力路径中，用于检测所述主转辊部对机器人转动组件施加的法向压力；所述控制端被配置为按照预设的加载程序调节所述驱动部输出的法向压力，使所述主转辊部对机器人转动组件施加的法向压力跟踪所述加载程序，在摩擦系数稳定条件下对应的摩擦力矩跟随加载程序变化。

5、需要说明的是，加载程序是以阶梯式升高、斜坡式升高或周期性波动等方式，使法向压力随时间变化。

6、所述移动架靠近顶部的侧端开有安装槽，所述安装臂可横向安装或纵向可拆卸安装于安装槽内，使得其上的u形架的容纳腔能够容纳纵向或横向设置的机器人转动组件。

7、所述u形架包括连接板、上u形轨、下u形轨和封闭板；连接板固接在连接臂另一端面上；上u形轨和下u形轨分别固接在连接板的上端和下端；所述上u形轨和下u形轨上均开有滑槽；所述封闭板的一端面开有多个卡槽，卡槽位置分别与上u形轨和下u形轨的开口端位置一一对应，封闭板通过卡槽与上u形轨和下u形轨进行卡接。

8、所述主转辊部包括移动座，电机一、主顶板、主底板和主转动辊；上u形轨和下u形轨的滑槽内均滑动连接一对移动座；位于上u形轨的移动座上固接有电机一，该移动座的底面固接有主顶板；电机一与控制端电连接；位于下u形轨的移动座的顶面固接有主底板；同一侧的主顶板与主底板之间等距转动连接有多个主转动辊；所述电机一的输出端穿过同侧的主顶板并与对应位置的一个主转动辊轴心固接；同侧的所述多个主转动辊上端的轴心通过主皮带进行连接；所述主转动辊的外圆表面包覆有高摩擦系数的弹性材料层（如聚氨酯）。

9、所述驱动部包括板座、电机二、丝杠和v形板；所述板座分别安装在连接臂的上端和下端；板座上安装有与控制端电连接的电机二，电机二的输出轴为丝杠，板座的另一端上还固接有立板，丝杠另一段转动连接在立板上；所述v形板包括两个构成v形的翼板和连接座；所述连接座螺纹连接在丝杠上，并且连接座的底面与安装有电机二的板座的安装面接触，连接座滑动连接在板座的安装面上；位于连接臂上端和下端的两个翼板的另一端分别固接在对应的移动座上；所述压力传感器设置于所述v形板的翼板与所述移动座相接触的端面之间，传感器的受力面与翼板的推力面贴合。

10、位于同一侧的主顶板和主底板均为斜角度设置，且与v形板的翼板的斜角度相同。

11、所述副转辊部包括滑动座、副顶板、副底板以及副转动辊；上u形轨和下u形轨的滑槽内均滑动连接一对滑动座；位于上u形轨的滑动座底面通过扭簧转动连接有副顶板；位于下u形轨的滑动座的顶面通过扭簧转动连接有副底板，副顶板和副底板的扭簧转动方向朝向检测轮组件；同一侧的副顶板与副底板之间等距转动连接有多个副转动辊；同侧的所述多个副转动辊的上端的轴心通过副皮带进行连接；所述副转动辊的外圆表面包覆有高摩擦系数的弹性材料层（如聚氨酯）。

12、所述滑动座还包括外圆设置有外螺纹的定位轴和定位帽；所述滑动座的顶面为开口结构，定位轴固接在滑动座的顶面上；定位帽螺纹连接在定位轴上，并与上u形轨或下u形轨紧贴。

13、所述副皮带的外表面固接有多个荧光凸块。

14、所述连接板的下端还固接有副接板；所述防转组件包括对接板、固接在对接板一端面的两个u形围管，两个u形围管的同侧开口端之间通过扭簧转动连接有限位板，该扭簧朝副接板的反方向转动；所述限位板与机器人转动组件下关节接触的面固接有橡胶板。

15、本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

16、电机二通过丝杠带动v形板沿板座的安装面移动，两个翼板的推力分别经压力传感器传递至对应的移动座，推动移动座沿滑槽滑动，使主顶板、主底板及其之间的主转动辊整体向机器人转动组件的中心轴线靠拢，实现对关节法向压力的连续、精确调节。压力传感器串接于驱动部输出法向压力的传力路径中，能够实时测得主转辊部对机器人转动组件施加的法向压力，并将检测信号反馈至控制端；控制端按照预设的加载程序调节电机二的输出，使所述主转辊部对机器人转动组件施加的法向压力跟踪所述加载程序；在摩擦系数稳定条件下，对应的摩擦力矩跟随加载程序变化，构成完整的闭环控制。由此，检测人员可根据不同型号关节的实际工况预先设定加载程序，如阶梯加载、斜坡加载或冲击加载，模拟关节在轻载、重载及负载突变等状态下的运行过程，克服了传统检测设备只能在恒定载荷下检测的局限，使灵活度检测更贴近真实作业状态，尤其能够暴露关节在变载荷工况下才出现的卡滞、阻尼突变等隐性缺陷，显著提升检测的真实性与全面性。

17、电机一的输出轴与对应位置的一个主转动辊轴心固接，同一侧的多个主转动辊通过主皮带联动，各主转动辊共同带动机器人转动组件正向或反向转动，突破了传统被动检测方式无法连续转动360°的限制，能够对关节进行多圈、双向的连续检测。在正反转过程中，控制端通过采集电机一的电流信号以判断灵活度。电机一的输出扭矩与电流成正比，由于副转辊部中扭簧的刚度被配置为远大于机器人转动组件外壁径向尺寸偏差引起的变形量所对应的刚度需求，法向压力近似恒定，摩擦力矩恒定，因此电机电流的变化即单纯反映关节自身阻力矩的变化。通过计算正转和反转的平均电流，可反映关节整体阻尼即灵活度大小；通过对比正反电流差，可发现方向性不对称缺陷；通过分析电流波动幅度，可判断是否存在卡滞或滚道损伤；通过多次测试同一位置的电流差，还可跟踪润滑状态与磨损趋势。相比传统依赖人工观察转动角度的方式，本方案实现了对关节阻尼的定量、实时、连续检测，为产线质量判定提供了明确的量化指标，大幅提升了检测效率与一致性。

18、副皮带外表面的荧光凸块可直观显示副转动辊的随动状态，便于判定驱动过程中是否发生打滑并记录打滑次数；防转组件中限位板通过扭簧转动连接于两个u形围管之间，当关节下关节与橡胶板贴合时，两个u形围管之间的开口张开并抱紧下关节，有效防止正反转检测时下关节随同转动，保证检测结果准确可靠。