CN105352657A - 多维力传感器标定中加力装置精密校准***和方法 - Google Patents

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朱宗国
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Abstract

本发明公开了多维力传感器标定中加力装置精密校准***及方法，***包括沿基座边沿设置的滑槽，滑槽上分别滑动安装有标准传感器基座，标准传感器基座中上下滑动安装有可转动的转轴，转轴前端同轴连接有顶针，顶针上从后向前依次同轴安装有标准传感器、激光校准器，基座上中心设置有支撑座，支撑座上安装有待标定传感器座，待标定传感器座中安装有支撑轴，待标定传感器同轴安装在支撑轴后端，待标定传感器同轴连接有校准盘，方法考虑光靶测量误差，在校准时进行误差补偿。本发明在校准过程中进行误差补偿，提高了后续标定工作的精度。

Description

多维力传感器标定中加力装置精密校准***和方法
技术领域
本发明涉及传感器标定校准领域，具体是一种多维力传感器标定中加力装置精密校准***和方法。
背景技术
多维力传感器标定过程中，要求标准传感器与待标定传感器中心轴线重合。现有技术一般采用激光校准的方法实现标准传感器与待标定传感器的校准，如图6所示，由于激光校准中，激光本身相对于激光发射器件中心轴线具有一定偏移角a，因此激光校准的方法实际存在光靶测量误差，严重影响多维力传感器的标定精度。
发明内容本发明的目的是提供一种多维力传感器标定中加力装置精密校准***和方法，以解决现有技术多维力传感器激光校准时存在较大误差的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
多维力传感器标定中加力装置精密校准***，其特征在于：包括有方形的基座，基座顶部中心安装有支撑座，基座顶部沿四侧边沿方向分别设置有滑槽，基座顶部边沿的滑槽中间位置还分别向支撑座垂直设置有滑槽，基座顶部每侧边沿的滑槽上分别滑动安装有标准传感器基座，标准传感器基座中上下滑动安装有可转动的转轴，所述转轴中心轴线水平垂直于所在的边沿滑槽，转轴朝向支撑座的轴端同轴连接有顶针，顶针朝向支撑座的端头依次同轴安装有标准传感器、激光校准器，所述激光校准器后端与标准传感器配合，激光校准器前端安装有与顶针同轴的激光发射器，所述支撑座上转动安装有待标定传感器座，待标定传感器座中安装有中心轴线水平的支撑轴，支撑轴一端指向其中一个标准传感器基座，且待标定传感器同轴安装在支撑轴指向标准传感器基座的一端，待标定传感器朝向标准传感器基座的一面同轴连接有校准盘，校准盘朝向标准传感器基座的盘面上分别沿水平径向设置有X向轴线、沿竖直径向设置有Y向轴线。
一种多维力传感器标定中加力装置精密校准方法，其特征在于：沿滑槽方向移动标准传感器基座，并在标准传感器基座中上下滑动转轴，使顶针上的激光校准器前端的激光发射器出射光发射至校准盘上，并在校准盘上形成光点；根据校准盘上光点相对于X向轴线、Y向轴线交点的位置，首先通过在滑台上移动标准传感器基座调整光点X向距离，然后上下滑动转轴调整光点Y向距离，使光点移动至校准盘上X向轴线与Y向轴线交点处，实现标准传感器与待标定传感器的初步校准；
由于激光发射器的出射光本身相对于光轴具有一定偏差角a，即具有光靶测量误差，因此光点最终移动的位置相对于X向轴线与Y向轴线交点之间存在实际误差，在校准时应考虑实际误差值，实际误差值的计算公式如下：
（1）
公式（1）中，校准距离为激光发射器与校准盘上X向轴线与Y向轴线交点之间距离，使用距离一般取1/20校准距离，光靶测量误差确定过程如下：
首先令激光发射器出射光入射至校准盘上X向轴线与Y向轴线交点处，360度转动转轴，在校准盘上记录光点在校准盘上形成的圆形轨迹，在圆形轨迹上找到水平最左端和水平最右端点，从而确定圆形轨迹的水平径向线，量取水平径向线与校准盘上X向轴线之间的Y向高度差h，得到Y向误差值，再在圆形轨迹上找到竖向最高点和竖向最低点，从而确定圆形轨迹的竖直径向线，量取竖直径向线与校准盘上Y向轴线之间的X向间距b，得到X向误差值，根据X向误差值、Y向误差值最终得到实际误差值；
最后，根据公式（1）计算出实际误差进行误差补偿，从而实现最终校准。
所述的多维力传感器标定中加力装置精密校准方法，其特征在于：初步校准时，也可先调整光点Y向距离，再调整光点X向距离。
本发明同样采用激光校准方法进行校准，但在校准过程中考虑激光本身的光靶测量误差，并根据光靶测量误差计算得到实际误差值，从而在校准过程中进行误差补偿，提高了后续标定工作的精度。
附图说明
图1为本发明***不加载待标定传感器时整体结构示意图。
图2为本发明***加载待标定传感器时标准传感器基座与待标定传感器座工作示意图。
图3为本发明***工作示意图。
图4为本发明方法初步校准原理图。
图5为本发明方法误差补偿原理图。
图6为激光校准时光靶测量误差原理图。
具体实施方式
如图1-图3所示，多维力传感器标定中加力装置精密校准***，包括有方形的基座12，基座12顶部中心安装有支撑座8，基座12顶部沿四侧边沿方向分别设置有滑槽1，基座12顶部边沿的滑槽1中间位置还分别向支撑座8垂直设置有滑槽，基座12顶部每侧边沿的滑槽1上分别滑动安装有标准传感器基座2，标准传感器基座2中上下滑动安装有可转动的转轴3，转轴3中心轴线水平垂直于所在的边沿滑槽1，转轴3朝向支撑座的轴端同轴连接有顶针4，顶针4朝向支撑座的端头依次同轴安装有标准传感器5、激光校准器6，激光校准器6后端与标准传感器5配合，激光校准器6前端安装有与顶针4同轴的激光发射器，支撑座8上转动安装有待标定传感器座9，待标定传感器座9中安装有中心轴线水平的支撑轴10，支撑轴10一端指向其中一个标准传感器基座，且待标定传感器11同轴安装在支撑轴10指向标准传感器基座的一端，待标定传感器11朝向标准传感器基座的一面同轴连接有校准盘7，校准盘7朝向标准传感器基座的盘面上分别沿水平径向设置有X向轴线、沿竖直径向设置有Y向轴线。
如图4、图5所示，一种多维力传感器标定中加力装置精密校准方法，沿滑槽移动标准传感器基座，并在标准传感器基座中上下滑动转轴，使顶针上的激光校准器前端的激光发射器出射光发射至校准盘上，并在校准盘上形成光点；根据校准盘上光点相对于X向轴线、Y向轴线交点的位置，首先通过在滑台上移动标准传感器基座调整光点X向距离，然后上下滑动转轴调整光点Y向距离，使光点移动至校准盘上X向轴线与Y向轴线交点处，实现标准传感器与待标定传感器的初步校准；
由于激光发射器的出射光本身相对于光轴具有一定偏差角a，即具有光靶测量误差，因此光点最终移动的位置相对于X向轴线与Y向轴线交点之间存在实际误差，在校准时应考虑实际误差值，实际误差值的计算公式如下：
（1）
公式（1）中，校准距离为激光发射器与校准盘上X向轴线与Y向轴线交点之间距离，使用距离一般取1/20校准距离，光靶测量误差确定过程如下：
首先令激光发射器出射光入射至校准盘上X向轴线与Y向轴线交点处，360度转动转轴，在校准盘上记录光点在校准盘上形成的圆形轨迹，在圆形轨迹上找到水平最左端和水平最右端点A、B，从而确定圆形轨迹的水平径向线，量取水平径向线与校准盘上X向轴线之间的Y向高度差h，得到Y向误差值，再在圆形轨迹上找到竖向最高点C和竖向最低点D，从而确定圆形轨迹的竖直径向线，量取竖直径向线与校准盘上Y向轴线之间的X向间距b，得到X向误差值，根据X向误差值、Y向误差值最终得到实际误差值；
最后，根据公式（1）计算出实际误差进行误差补偿，从而实现最终校准。
初步校准时，也可先调整光点Y向距离，再调整光点X向距离。

Claims (3)

1.多维力传感器标定中加力装置精密校准***，其特征在于：包括有方形的基座，基座顶部中心安装有支撑座，基座顶部沿四侧边沿方向分别设置有滑槽，基座顶部边沿的滑槽中间位置还分别向支撑座垂直设置有滑槽，基座顶部每侧边沿的滑槽上分别滑动安装有标准传感器基座，标准传感器基座中上下滑动安装有可转动的转轴，所述转轴中心轴线水平垂直于所在的边沿滑槽，转轴朝向支撑座的轴端同轴连接有顶针，顶针朝向支撑座的端头依次同轴安装有标准传感器、激光校准器，所述激光校准器后端与标准传感器配合，激光校准器前端安装有与顶针同轴的激光发射器，所述支撑座上转动安装有待标定传感器座，待标定传感器座中安装有中心轴线水平的支撑轴，支撑轴一端指向其中一个标准传感器基座，且待标定传感器同轴安装在支撑轴指向标准传感器基座的一端，待标定传感器朝向标准传感器基座的一面同轴连接有校准盘，校准盘朝向标准传感器基座的盘面上分别沿水平径向设置有X向轴线、沿竖直径向设置有Y向轴线。
2.一种基于权利要求1所述***的多维力传感器标定中加力装置精密校准方法，其特征在于：沿滑槽方向移动标准传感器基座，并在标准传感器基座中上下滑动转轴，使顶针上的激光校准器前端的激光发射器出射光发射至校准盘上，并在校准盘上形成光点；根据校准盘上光点相对于X向轴线、Y向轴线交点的位置，首先通过在滑台上移动标准传感器基座调整光点X向距离，然后上下滑动转轴调整光点Y向距离，使光点移动至校准盘上X向轴线与Y向轴线交点处，实现标准传感器与待标定传感器的初步校准；
由于激光发射器的出射光本身相对于光轴具有一定偏差角a，即具有光靶测量误差，因此光点最终移动的位置相对于X向轴线与Y向轴线交点之间存在实际误差，在校准时应考虑实际误差值，实际误差值的计算公式如下：
（1）
公式（1）中，校准距离为激光发射器与校准盘上X向轴线与Y向轴线交点之间距离，使用距离一般取1/20校准距离，光靶测量误差确定过程如下：
首先令激光发射器出射光入射至校准盘上X向轴线与Y向轴线交点处，360度转动转轴，在校准盘上记录光点在校准盘上形成的圆形轨迹，在圆形轨迹上找到水平最左端和水平最右端点，从而确定圆形轨迹的水平径向线，量取水平径向线与校准盘上X向轴线之间的Y向高度差h，得到Y向误差值，再在圆形轨迹上找到竖向最高点和竖向最低点，从而确定圆形轨迹的竖直径向线，量取竖直径向线与校准盘上Y向轴线之间的X向间距b，得到X向误差值，根据X向误差值、Y向误差值最终得到实际误差值；
最后，根据公式（1）计算出实际误差进行误差补偿，从而实现最终校准。
3.根据权利要求1所述的多维力传感器标定中加力装置精密校准方法，其特征在于：初步校准时，也可先调整光点Y向距离，再调整光点X向距离。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109015758A (zh) * 2018-08-31 2018-12-18 重庆电子工程职业学院 方便移动和操作的机器人用六维力传感器标定装置
CN110567639A (zh) * 2019-07-31 2019-12-13 中国航天空气动力技术研究院 一种多轴力传感器校准方法及校准装置
CN111351615A (zh) * 2020-03-25 2020-06-30 东南大学 空间站机械臂六维力传感器高精度小型化在轨标定装置及标定方法
CN117870955A (zh) * 2024-03-12 2024-04-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于音圈电机的六维力标定装置和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101109670A (zh) * 2007-08-16 2008-01-23 浙江省计量科学研究院 三向力传感器标定装置
CN101750186A (zh) * 2010-01-22 2010-06-23 大连理工大学 可调式测力仪标定加载台的布局方法及装置
CN201859016U (zh) * 2010-11-16 2011-06-08 杨诚 一种光学检测装置
JP2011112414A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Leptrino Co Ltd 力センサ試験装置
CN103706945A (zh) * 2013-12-12 2014-04-09 武汉钢铁(集团)公司 一种工业机器人工具中心点的校正方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101109670A (zh) * 2007-08-16 2008-01-23 浙江省计量科学研究院 三向力传感器标定装置
JP2011112414A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Leptrino Co Ltd 力センサ試験装置
CN101750186A (zh) * 2010-01-22 2010-06-23 大连理工大学 可调式测力仪标定加载台的布局方法及装置
CN201859016U (zh) * 2010-11-16 2011-06-08 杨诚 一种光学检测装置
CN103706945A (zh) * 2013-12-12 2014-04-09 武汉钢铁(集团)公司 一种工业机器人工具中心点的校正方法及装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109015758A (zh) * 2018-08-31 2018-12-18 重庆电子工程职业学院 方便移动和操作的机器人用六维力传感器标定装置
CN110567639A (zh) * 2019-07-31 2019-12-13 中国航天空气动力技术研究院 一种多轴力传感器校准方法及校准装置
CN110567639B (zh) * 2019-07-31 2021-09-07 中国航天空气动力技术研究院 一种多轴力传感器校准方法及校准装置
CN111351615A (zh) * 2020-03-25 2020-06-30 东南大学 空间站机械臂六维力传感器高精度小型化在轨标定装置及标定方法
CN117870955A (zh) * 2024-03-12 2024-04-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于音圈电机的六维力标定装置和方法
CN117870955B (zh) * 2024-03-12 2024-05-07 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于音圈电机的六维力标定装置和方法

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