一種通用型多自由度機器人測試平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種通用型多自由度機器人測試平臺，包括機械平臺和電氣控制部分，其特征在于，所述電氣控制部分包括示教系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)；所述示教系統(tǒng)用于向所述運動控制系統(tǒng)發(fā)出指令；所述機械平臺用于安裝伺服系統(tǒng)中的多個伺服電機；所述運動控制系統(tǒng)用于控制位于機械平臺上的多個伺服電機轉動進而實現(xiàn)模擬機器人運動的測試作用。本實用新型能夠在安全的條件下對新的機器人算法進行驗證，有效避免財產損失和人員傷亡。
【專利說明】
一種通用型多自由度機器人測試平臺
技術領域
[0001]本實用新型涉及機器人測試技術領域，特別是涉及一種通用型多自由度機器人測試平臺?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著工業(yè)4.0和中國制造2025時代的到來，機器人作為其中最重要的一環(huán)愈發(fā)重要。機器人是智能制造裝備產業(yè)的重要組成部分，機器人產業(yè)的發(fā)展，不僅能促進各工業(yè)行業(yè)的自動化水平的提高，同時也能產生良好的技術溢出效應，帶動整個工業(yè)行業(yè)的轉型升級。同時在機器人研發(fā)測試過程中，為了避免不成熟的算法，程序對機器人本體造成飛車， 對機器人研發(fā)測試人員造成傷亡等現(xiàn)象，需要一種通用型六自由度機器人測試平臺來對算法進行驗證，驗證完畢后在導入到機器人上進行運行，有效的避免財產損失和人員傷亡。【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種通用型多自由度機器人測試平臺，能夠在安全的條件下對新的機器人算法進行驗證，有效避免財產損失和人員傷亡。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種通用型多自由度機器人測試平臺，包括機械平臺和電氣控制部分，所述電氣控制部分包括示教系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng);所述示教系統(tǒng)用于向所述運動控制系統(tǒng)發(fā)出指令;所述機械平臺用于安裝伺服系統(tǒng)中的多個伺服電機;所述運動控制系統(tǒng)用于控制位于機械平臺上的多個伺服電機轉動進而實現(xiàn)模擬機器人運動的測試作用。
[0005]所述伺服系統(tǒng)的伺服電機通過編碼器反饋當前位置和速度信息給運動控制系統(tǒng)， 使得整個運動控制系統(tǒng)形成閉環(huán)，運動控制系統(tǒng)能實時讀取電機所處的位置和速度，并根據電機所處的位置和速度得出伺服電機的速度曲線，從而對伺服電機進行PID調節(jié)整定。
[0006]所述伺服電機采用多圈絕對值編碼器。
[0007]所述示教系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)通過EtherCAT總線進行連接。
[0008]所述機械平臺包括縱梁和橫梁，所述橫梁上安裝有所述縱梁;所述縱梁上安裝有用于安裝伺服電機的法蘭安裝板;所述橫梁下方設有帶鎖萬向輪。
[0009]所述橫梁寬度的三分之一處安裝有所述縱梁。
[0010]有益效果
[0011]由于采用了上述的技術方案，本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:本實用新型通過機器人控制系統(tǒng)及內部算法控制機械平臺上的多個伺服電機轉動，進而實現(xiàn)模擬機器人運動的測試作用。機械平臺是以帶鎖萬向輪方式承載機械平臺，實現(xiàn)可移動可鎖定，使用時十分靈活。其中伺服電機通過多圈絕對值編碼器反饋當前位置和速度信息給運動控制器，使得整個控制系統(tǒng)形成閉環(huán)，控制器能實時讀取電機所處的位置和速度及總線上的其他信息，從而能夠實現(xiàn)精確控制。
[0012]電氣控制部分為分布式控制方法，通過“示教系統(tǒng)一運動控制器一伺服系統(tǒng)”電氣架構來實現(xiàn)機器人的電氣平臺，通過示教系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)上的三維仿真軟件可實時觀察當前機器人所處的位置和姿態(tài)，既完成了機器人模擬仿真功能有效防止了意外情況發(fā)生對機械本體造成的損失?！靖綀D說明】
[0013]圖1是本實用新型的系統(tǒng)框架圖；
[0014]圖2是本實用新型中機械平臺的結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0015]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0016]本實用新型的實施方式涉及一種通用型多自由度機器人測試平臺，如圖1所示，包括機械平臺和電氣控制部分，所述電氣控制部分包括示教系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)； 所述示教系統(tǒng)用于向所述運動控制系統(tǒng)發(fā)出指令;所述機械平臺用于安裝伺服系統(tǒng)中的多個伺服電機;所述運動控制系統(tǒng)用于控制位于機械平臺上的多個伺服電機轉動進而實現(xiàn)模擬機器人運動的測試作用。
[0017]所述伺服系統(tǒng)的伺服電機通過編碼器反饋當前位置和速度信息給運動控制系統(tǒng)， 使得整個運動控制系統(tǒng)形成閉環(huán)，運動控制系統(tǒng)能實時讀取電機所處的位置和速度，并根據電機所處的位置和速度得出伺服電機的速度曲線，從而對伺服電機進行PID調節(jié)整定。
[0018]其中，示教系統(tǒng)為人機交互界面，用戶通過在界面上進行編程和指令輸入來下發(fā)指令給運控控制系統(tǒng);運動控制系統(tǒng)通過調用內部算法和程序，發(fā)送運動指令給伺服系統(tǒng)的伺服電機;伺服電機通過絕對值編碼器實時反饋當前位置和速度信息給控制器，形成閉環(huán)控制。整個控制系統(tǒng)采用EtherCAT總線進行通信和控制，通過讀取伺服電機的實時位置和速度信息，以軟件示波器方式顯示在示教系統(tǒng)中，可以直觀的讀取當前機器人狀態(tài)和信息。
[0019]如圖2所示，該機械平臺有帶鎖萬向輪2承載，可以方便的進行移動和固定。整個機械平臺包括橫梁3和縱梁4,縱梁4安裝在橫梁3上，橫梁3和縱梁4均選擇鋁型材作為基本材料，其中，縱梁4的安裝位置為橫梁3寬度的三分之一處，以保證整個機械系統(tǒng)重心的穩(wěn)定。 可更換式電機法蘭安裝板1用于安裝伺服系統(tǒng)中的伺服電機，該法蘭安裝板1安裝在縱梁4 上，可以隨意根據電機法蘭大小進行安裝和更換，使得該測試平臺更具有通用性。
【主權項】
1.一種通用型多自由度機器人測試平臺，包括機械平臺和電氣控制部分，其特征在于， 所述電氣控制部分包括示教系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng);所述示教系統(tǒng)用于向所述運 動控制系統(tǒng)發(fā)出指令;所述機械平臺用于安裝伺服系統(tǒng)中的多個伺服電機;所述運動控制 系統(tǒng)用于控制位于機械平臺上的多個伺服電機轉動進而實現(xiàn)模擬機器人運動的測試作用。2.根據權利要求1所述的通用型多自由度機器人測試平臺，其特征在于，所述伺服系統(tǒng) 的伺服電機通過編碼器反饋當前位置和速度信息給運動控制系統(tǒng)，使得整個運動控制系統(tǒng) 形成閉環(huán)，運動控制系統(tǒng)能實時讀取電機所處的位置和速度，并根據電機所處的位置和速 度得出伺服電機的速度曲線，從而對伺服電機進行PID調節(jié)整定。3.根據權利要求2所述的通用型多自由度機器人測試平臺，其特征在于，所述伺服電機 采用多圈絕對值編碼器。4.根據權利要求1所述的通用型多自由度機器人測試平臺，其特征在于，所述示教系 統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)通過EtherCAT總線進行連接。5.根據權利要求1所述的通用型多自由度機器人測試平臺，其特征在于，所述機械平臺 包括縱梁和橫梁，所述橫梁上安裝有所述縱梁;所述縱梁上安裝有用于安裝伺服電機的法 蘭安裝板;所述橫梁下方設有帶鎖萬向輪。6.根據權利要求5所述的通用型多自由度機器人測試平臺，其特征在于，所述橫梁寬度 的三分之一處安裝有所述縱梁。
【文檔編號】B25J19/00GK205588303SQ201620283375
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】陳開亮, 陳宗雨, 夏風, 賀東升, 楊合躍, 周浙天
【申請人】武漢菲仕運動控制系統(tǒng)有限公司