机器人型的座椅有哪些Kuka机器人汽车座椅测试系统

2023-06-28 08:49:49

　　Kuka机器人电动汽车坐椅试验控制系统

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　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

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　　KUKA机器人试验控制系统能提供更多6个分量高度通用化的阻抗和边线程式设计试验，不仅能检验坐椅在顽固地理环境前提下的状况，还能提供更多真实世界的演示大量相同的驾驶员的各式各样姿势。

　　电动汽车坐椅必须接受各式各样各样的考验：比如说司机的总重量和严苛的自然环境前提。为了找到解决问题的答案，电动汽车制造商不得不对电动汽车的坐椅在能口臭的环境温度下，展开严苛的阻抗试验。在这其中，KUKA机器人KR210-2在瑞典的VOLVO工厂非常好地顺利完成了此项艰巨任务。

VOLVO电动汽车公司不仅以生产安全、环保的电动汽车闻名，同时也十分重视电动汽车的舒适性和品质。所以，VOLVO公司积累了在坐椅制造上的大量技术和知识，例如VOLVO很早就开始对坐椅展开试验。对质量标准的高要求使VOLVO公司一直致力于投资两套高技术含量的控制系统，这种控制系统不仅能检验坐椅在顽固地理环境前提下的状况，还能提供更多真实世界的演示大量相同的驾驶员的各式各样姿势。不论相统属，一个穿着特殊设计的保护罩的KUKA机器人被置放在自然环境实验室内，演示驾驶员的各式各样姿势，由此来试验电动汽车坐椅的机械性能。

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　　机器人坐椅试验控制系统的形成和原理

机器人坐椅试验控制系统，能提供更多6个分量高度通用化的阻抗和边线程式设计试验，替代了往后单一用途的试验专机，能急速地演示人的姿势和总重量产生高达83Hz的姿势频率。不论是满座、attacked，还是颠簸、血液循环或是背部的摩擦，甚至是撞击，都能透过机器人微创程式设计的方式得到演示。

　　机器人坐椅试验控制系统由以下4个部分形成：

　　1.KUKA标准的机器人控制系统

　　包含如前所述PC技术的KRC2驱动器和如前所述Windows XP的操作方式控制系统、KUKA机器人程式设计语言自然环境和KUKA标准的操作方式微创器以及阻抗为150～210kg的机器人本体。

　　2.实现人体姿势的人体模型模型

　　在这里我们称之为“OccuForm”。

　　3.加速度感应器控制系统

加速度感应器控制系统加装在机器人辅助工具中心的艾里上，能展开6个分量的量测，加速度感应器透过加装在KUKA机器人驱动器KRC2内的PCI传感器统计数据采集卡与机器人展开统计数据传输。

　　加速度感应器能检验到高达4500N的力和1500N·m的加速度。

　　4.Occubot量测软件控制系统

　　用作对试验控制系统展开设置、参数的更改、统计数据的获取以及传达，提供更多使用者友好的快捷键。

　　机器人坐椅试验控制系统的软件结构能用图4展开表明，使用者透过界面展开试验程序的选择，并能建立新的试验程序。加速度感应器在机器人执行试验程序的过程中，急速获得从外界传来的统计数据，并把统计数据分别传达到界面用作实时表明、外部统计数据库用作保存试验统计数据和评估，同时感应器采集过来的错误信号也能透过机器人的表明器展开表明表明。

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透过机器人本身灵活多变的座标控制系统和使用者简单易行的座标自订操作方式自然环境，试验程序的编写也变得随心所欲。

　　辅助工具座标和感应器座标都是根据实际加装方式来确定，比如说辅助工具座标的基点通常设置在人体模型臀部中间和脊椎中心相交的地方（见图5）。因为机器人辅助工具中心的所有运动点都是相对于基础座标而言的，因此在把机器人试验程序从一个坐椅转化到另一个坐椅时，只需要简单的重新定义基础座标控制系统就能了。

　　机器人试验控制系统的特点

　　1.机器人具有更多的维度和场效应

往后，VOLVO使用副翼或者液压的坐椅试验仪来做此项试验，但是这种控制系统只能在坐椅上置放二维的阻抗——水平路径或垂直路径，血液循环和旋转姿势——这在日常驾驶中最经常发生的姿势——反而难以展开演示，而且原来的坐椅试验仪难以在顽固的萨穆德前提下组织工作，这样对于坐椅在顽固地理环境前提下的状况便难以掌握，这使VOLVO公司迫切需要来投资两套新的坐椅试验设备。

　　在Kuka Occubot控制系统中，KUKA机器人能检验集成在电动汽车坐椅内的冷却系统和坐椅部件能否在电动汽车的整个开发周期内承受得住机械压力。这套控制系统的概念设计开始于2003年3月，在2005年的8月最终顺利完成。

　　2.机器人可不分昼夜的组织工作

KUKA机器人KR210-2，能在各式各样相同的环境温度前提下日夜展开组织工作，只有在需要对桌椅展开检查的时候才会让机器人暂停组织工作。在一个地理环境演示实验室内，6个桌椅围绕地加装在KUKA机器人的周围，机器人按照预先设置的时序和程序来作用作桌椅。为达到真实世界的演示效果，机器人的手臂上加装了两套特殊的抓具，用作固定两套用衬垫设计成的人体模型，来模仿人体的姿势。机器人把这个人体模型在桌椅上面急速地坐下又站起，并从各个路径展开摩擦和挤压。压力和加速度感应器使机器人在重复急速地产生人的姿势过程中来检验各式各样力，机器人能非常灵活地展开程式设计并具有极高的重复定位精度。

　　量测控制系统能提供更多对压力和加速度6个分量的量测统计数据，并保证该统计数据的绝对精度，这样就为使用者提供更多了坐椅和人体模型接触过程中实际产生的准确的压力统计数据。

为避免人体模型在运动过程中引起额外的动态加速度，必须对人体模型展开静态的加速度补偿。机器人的姿势也随着受测桌椅的磨损有规律的展开调整。为了保证整个试验控制系统能适应一个新的坐椅，只需要重新定义一个新的机器人基础座标系就能了。比如说在量测人体模型和桌椅的摩擦力过程中，一旦达到设定的极限值，人体模型就会相应减少作用在桌椅上的阻抗，就像真实世界生活中一样。

　　机器人和地理环境实验室都由外部的一个工业控制计算机展开控制，最初的难点是，怎样使机器人和环境温度控制控制系统能相互适应。为了保证机器人在剧烈的环境温度和湿度变化的自然环境下能正常运行和组织工作，机器人的外部穿上了两套特制的由3层布料织成的衣服，就像宇航员的航空服一样。在这种特殊衣服的保护下，机器人本身的环境温度一直保持在稳定的20℃左右，这是依靠分别对3层衣服展开充气保温的情况下获得的，保证了机器人本身的空调控制系统。

　　3.在各式各样试验前提下都是安全的

在设计控制系统的过程中，KUKA也采取了一系列的安全保护措施，比如说在地板上设计了一个停止按钮，这样操躺在地上也同样能把整个控制系统停止下来。这样的设计也许有些奇怪，但非常实用，当整个实验室在非常寒冷的环境温度下组织工作时，操作方式人员很容易因为地板上的积霜而滑倒，这种情况下操作方式人员又不可能再次站起来，这时加装在地板上的按钮就显得非常重要。

整个控制系统只有在实验室外面才能被启动，门一旦打开，控制系统便立即停止。操作方式人员站在实验室内是难以启动整个控制系统的。另外，控制系统设置了报警信号，比如说气体的泄漏或者检验到桌椅冷却系统损坏，报警信号就会立即发出，以提示操采取措施。实验室的空间足够容纳一辆车，这样机器人及其相关设备能加装在里面的同时，也能加装其他的试验设备。为了保证其他可能的应用，KUKA公司提供更多的这套控制系统还保留有一定的场效应，为VOLVO公司提供更多了很大的方便。

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　　4.机器人对待所有的坐椅都是同样的前提

　　KUKA机器人试验控制系统的另一大优点是，能保证机器人处理所有坐椅是一致的，并且能任意程式设计。KUKA机器人试验控制系统能试验各式各样相同的坐椅，而且能保证相同的阻抗力。如果一个新的坐椅在半路上被引入整个试验程序，机器人将判断并纪录这个“新来者”，从而精确地辨别出这个坐椅还有哪些试验程序需要执行。

原来的坐椅试验仪需要4周时间试验两套坐椅，即使这样，试验的结果也不能完全让人满意。而KUKA机器人能在10周时间内同时顺利完成6套坐椅的机械性能试验，试验效率大大提高。

　　( 文章来源：互联网 )

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