一种机械手指部件的测试系统、方法和存储介质与流程

1.本发明涉及机器人测试技术领域，尤指一种机械手指部件的测试系统、方法和存储介质。


背景技术：

2.现在市场上出现了众多的机器人产品，各种生产机器人的制造企业也陆续应运而生。在产线上需要有各种测试来保证机器人的各种部件的功能的完整性，才能继续组装到机器人整体上，避免反复拆卸和维修。
3.其中在对包含手指等具有可运动功能的人型机器人的生产线上，对手指部件的性能测试还没有很好的测试方法，只能通过人眼去观察。降低了产线效率和产品良率，希望能有一种简单方法可以快速的检验机械手指部件的功能是否正常。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种机械手指部件的测试系统、方法和存储介质，实现在装配之前对机械手指部件部位的关节运动性能进行测试，从而实现测试的高效性和通用性。
5.本发明提供的技术方案如下：
6.本发明提供一种机械手指部件的测试系统，包括：
7.托盘，所述托盘设置有容纳部；
8.传感器模块，设置于所述容纳部处，用于获取机械手指部件在运动过程中的测量数据；
9.伺服板，用于生成驱动信号以控制所述机械手指部件运动，并根据所述测量数据获得对应的关节运动性能。
10.进一步的，所述容纳部为凹槽；所述传感器模块包括：
11.槽型光电传感器，所述槽型光电传感器的光发射器和光接收器分别设置在所述凹槽的相对两侧。
12.进一步的，所述容纳部为凹槽，所述传感器模块包括：
13.压力传感器阵列，所述压力传感器阵列铺设于所述凹槽的内表面。
14.进一步的，还包括：固定装置，所述固定装置用于固定所述机械手指部件的手指座，所述手指座与驱动电机连接；所述伺服板包括：
15.驱动控制单元，用于获取用户的输入信号以生成对应的驱动信号至所述驱动电机，使得所述驱动电机驱动所述机械手指部件的手指端运动；
16.数据处理单元，用于从所述传感器模块处读取所述测量数据，根据所述测量数据获得对应的关节运动性能。
17.进一步的，所述驱动控制单元包括：
18.控制子单元，用于根据输入信号生成上下摆动启动指令、左右摆动启动指令和伸缩启动指令；
19.驱动子单元，用于根据所述上下摆动启动指令驱动所述机械手指部件的手指端朝向所述传感器模块所在的容纳部，沿着竖直方向做上下往复的摆动运动；
20.所述驱动子单元，还用于根据所述左右摆动启动指令驱动所述机械手指部件的手指端朝向所述传感器模块所在的容纳部，沿着水平方向做左右往复的摆动运动；
21.所述驱动子单元，还用于根据所述伸缩启动指令驱动所述机械手指部件的手指端朝向所述传感器模块所在的容纳部，沿着手指端的延展方向做前后往复的伸缩运动。
22.进一步的，所述数据处理单元包括：
23.运算子单元，用于根据所述测量数据获取所述手指端的伸缩运动参数和摆动运动参数；
24.处理子单元，用于根据预设测试需求、所述伸缩运动参数和摆动运动参数分析得到对应的关节运动性能。
25.本发明还提供一种机械手指部件的测试方法，应用于所述的机械手指部件的测试系统，包括步骤：
26.控制机械手指部件运动，获取所述机械手指部件在运动过程中的测量数据；
27.根据所述测量数据获得对应的关节运动性能。
28.进一步的，所述控制机械手指部件运动包括步骤：
29.获取用户输入信号以生成对应的启动指令；
30.根据所述启动指令生成对应的驱动信号，发送所述驱动信号至与所述机械手指部件的手指座所连接的驱动电机，使得所述驱动电机驱动所述机械手指部件的手指端运动。
31.进一步的，所述根据所述测量数据获得对应的关节运动性能包括步骤：
32.根据所述测量数据获取所述手指端的伸缩运动参数和摆动运动参数；
33.根据预设测试需求、所述伸缩运动参数和摆动运动参数分析得到对应的关节运动性能。
34.本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如机械手指部件的测试方法所执行的操作。
35.通过本发明提供的一种机械手指部件的测试系统、方法和存储介质，能够在装配之前对机械手指部件部位的关节运动性能进行测试，从而实现测试的高效性和通用性。
附图说明
36.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种机械手指部件的测试系统、方法和存储介质的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
37.图1是本发明一种机械手指部件的测试系统的一个实施例的结构示意图；
38.图2是本发明一种机械手指部件的测试系统的一个实施例的结构示意图；
39.图3是本发明的机械手指部件进行上下摆动运动的状态示意图；
40.图4是本发明的机械手指部件进行伸缩运动的状态示意图。
具体实施方式
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
42.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
43.本发明的一个实施例，如图1所示，一种机械手指部件的测试系统，包括：
44.托盘1，托盘1上设置有容纳部；
45.传感器模块2，设置于所述容纳部处，用于获取机械手指部件在运动过程中的测量数据；
46.伺服板3，用于生成驱动信号以控制机械手指部件运动，并根据测量数据获得机械手指部件对应的关节运动性能。
47.具体的，机器人关节是机器人的关键组成部分，其性能好坏直接影响机器人的性能。因此目前，企业在机器人装配之前的生产环节就需要知道关节性能如何。在现有技术中，多数是等机器人装配好后再给机器人下达控制指令以驱动机械手指部件，以便对其机械手指部件部位的关节运动性能进行测量，这种测试方式由于是对装配好机械手指部件后再进行测试，不仅仅测试效率低，而且一旦机械手指部件存在性能不良的情况，还需要卸除不良机械手指部件，重新安装其他机械手指部件，对机器人反复拆除装配机械手指部件也会导致机器人出厂效率低，降低机器人厂商的收益。
48.本实施例中，在将机械手指部件装配到机器人之前，就通过驱动信号控制机械手指部件的运动，通过传感器模块2获取机械手指部件在运动过程中的测量数据，从而根据测量数据测试获得机械手指部件的关节运动性能，能够保证在装配之前对机械手指部件部位的关节运动性能进行测试，从而实现测试的高效性和通用性，可重复利用性强，大大节省测试成本。
49.基于前述实施例，容纳部为凹槽；传感器模块2包括：
50.槽型光电传感器21，槽型光电传感器21的光发射器211和光接收器212分别设置在凹槽213的相对两侧。
51.具体的，槽型光电传感器21是把一个光发射器和一个接收器，面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电的光电传感器。槽型光电传感器21的型号包括但是不限于ki1489、h2210、itr9606、ee
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sx498。槽型光电传感器21由于是把光发射器211和光接收器212面对面地装在凹槽213的两侧，通过光发射器211发出红外光或可见光等探测光，在无阻碍情况下光接收器212能收到探测光。但当机械手指部件的手指端51从凹槽213中通过，不论手指端51是进行摆动运动还是伸缩运动，光接收器212均无法接收到光发射器211发出的探测光。槽型光电传感器21向伺服板3实时反馈光接收器212对于探测光的光线接收信息，从而便于伺服板3根据探测光的光线接收信息分析到机械手指部件的手指端51的运动状态。
52.本实施例中，采用槽型光电传感器21对机械手指部件的手指端51的运动进行检测，由于槽型光电传感器21对机械手指部件的表面进行反射及光透过方式进行检测，检测距离可调且是无接触式的，所以不会损伤机械手指部件，也不受机械手指部件的影响，大大提升机械手指部件部位的关节运动性能测试的准确率。
53.基于前述实施例，容纳部为凹槽213，传感器模块2包括：
54.压力传感器阵列，压力传感器阵列铺设于凹槽213的内表面。
55.具体的，通过铺设在凹槽213内表面的压力传感器阵列进行智能检测，捕捉机械手指部件的手指端51的按压动作，压力传感器阵列作为传感元件结构简单轻便，不易脱落，制作成本低，性能稳定可靠，而且在机械手指部件的手指端51按压到压力传感器阵列时，压力传感器阵列被导通实现传感功能，不论手指端51是进行摆动运动还是伸缩运动，采集手指端51在压力传感器阵列上的按压位置信息和压力值，压力传感器阵列将按压位置信息和压力值反馈给反馈给伺服板3，从而便于伺服板3根据按压位置信息分析到机械手指部件的手指端51的运动状态。
56.本实施例中，采用压力传感器阵列对机械手指部件的手指端51的运动进行检测，由于压力传感器阵列能够获取到手指端51具体的按压位置信息，能对手指端51的每个手指的运动状态进行采集，对于机械手指部件的每个手指的关节运动性能进行批量测试，无需像上述实施例那样，分批次对每个手指进行测试，测试效率更高。此外，通过压力传感器阵列还能够根据压力值准确测量手指的按压力量之外，还可根据按压位置信息分析到手指端51的运动状态，自动化程度较高，操作过程相对简单，有助于降低对手指部件部位的关节运动性能的测试周期和测试成本。
57.优选的，托盘1通过升降机构与底座连接，底座放置于测试平面(例如地面或者桌面)上，通过升降机构调节托盘1的高度以适应机械手指部件的高度，以便适用于各种高度机械手指部件的测试，提高关节运动性能的测试通用性。
58.基于前述实施例，还包括：固定装置4，固定装置4用于固定机械手指部件的手指座52，手指座52与驱动电机连接；伺服板3包括：
59.驱动控制单元，用于获取用户的输入信号以生成对应的驱动信号至驱动电机，使得驱动电机驱动机械手指部件的手指端51运动；
60.具体的，固定装置4包括容纳槽和夹持部，机械手指部件的手指座52的一端放置于容纳槽内，通过夹持部将外露处的手指座52的侧壁进行夹持固定。通过本实施例中的固定装置4固定手指座52，具有结构简单，设计合理，适应于各种型号大小的机械手指部件的测试，提高关节运动性能的测试通用性。
61.驱动控制单元获取输入信号进而生成驱动信号，将驱动信号输入至驱动电机，根据驱动信号对控制施加在驱动电机的电枢绕组两端的电压大小和方向，从而根据电压大小和方向来控制驱动电机的转速和输出转矩，从而控制机械手指部件的运动方向和运动速度。
62.数据处理单元，用于从传感器模块2处读取测量数据，根据测量数据获得机械手指部件对应的关节运动性能。
63.具体的，延续上述实施例，数据处理单元与传感器模块2连接，数据处理单元从传感器模块2处读取测量数据，根据测量数据进行分析得到对应的关节运动性能。
64.优选的，托盘1通过横移机构与底座连接，底座放置于测试平面(例如地面或者桌面)上，通过横移机构调节托盘1在水平方向上的位移，从而调节托盘1相对于固定装置4之间的水平距离，以适应机械手指部件的长度，以便适用于各种长度机械手指部件的测试，提高关节运动性能的测试通用性。
65.优选的，托盘1通过横移机构和升降机构与底座连接，底座放置于测试平面(例如地面或者桌面)上，通过横移机构调节托盘1在水平方向上的位移，从而调节托盘1相对于固定装置4之间的水平距离，以适应机械手指部件的长度。通过升降机构调节托盘1的高度以适应机械手指部件的高度，以便适用于各种高度和长度机械手指部件的测试，提高关节运动性能的测试通用性。
66.基于前述实施例，驱动控制单元包括：
67.控制子单元，用于根据输入信号生成上下摆动启动指令、左右摆动启动指令和伸缩启动指令；
68.具体的，输入信号的获取方式可以是通过设置在伺服板处的控制按钮8来获取，也可以是通过设置在伺服板处的语音采集模块来获取。其中，控制按钮8可以是机械按钮，也可以是触摸按钮。其中，控制按钮8包括上下摆动控制按钮、左右摆动控制按钮和伸缩控制按钮。通过电源模块7为伺服板3供电，通过测试接口写入关节运动性能测试脚本，控制子单元载入并运行关节运动性能测试脚本，用户按压对应的控制按钮，控制子单元根据对应控制按钮被按压时反馈回来的按压信息生成对应的启动指令。
69.示例性的，在上下摆动控制按钮被按压时生成上下摆动启动指令，根据上下摆动启动指令控制驱动电机转动，使得驱动电机转动从而带动与手指端51朝向传感器模块2所在的容纳部，沿着竖直方向做上下往复的摆动运动。
70.驱动子单元，用于根据上下摆动启动指令驱动机械手指部件的手指端51朝向传感器模块2所在的容纳部，沿着竖直方向做上下往复的摆动运动；
71.驱动子单元，用于根据左右摆动启动指令驱动机械手指部件的手指端51朝向传感器模块2所在的容纳部，沿着水平方向做左右往复的摆动运动；
72.驱动子单元，还用于根据伸缩启动指令驱动机械手指部件的手指端51朝向传感器模块2所在的容纳部，沿着手指端的延展方向做前后往复的伸缩运动。
73.具体的，驱动子单元获取控制子单元生成的启动指令(包括上下摆动启动指令、左右摆动启动指令，伸缩启动指令)，进而启动指令生成对应的驱动信号，将驱动信号输入至驱动电机，根据驱动信号对控制施加在驱动电机的电枢绕组两端的电压大小和方向，从而根据电压大小和方向来控制驱动电机的转速和输出转矩，从而控制机械手指部件的运动方向和运动速度。
74.数据处理单元包括：
75.运算子单元，用于根据测量数据获取手指端51的伸缩运动参数和摆动运动参数；
76.处理子单元，用于根据预设测试需求、伸缩运动参数和摆动运动参数分析得到对应的关节运动性能。
77.具体的，延续上述实施例，数据处理单元从压力传感器阵列获取按压位置信息和压力值，进而根据按压位置信息和压力值分析得到机械手指部件的手指端51的运动方向，在该运动方向上的运动速度和运动响应程度，以及手指端51各个手指的按压力量。或者，数据处理单元从槽型光电传感器21处获取光线接收信息，进而根据光线接收信息分析得到机械手指部件的手指端51的运动方向，以及在该运动方向上的运动速度和运动响应程度。关节运动性能包括但是不限于运动方向，在该运动方向上的运动速度和运动响应程度。
78.根据上述获取到手指端51的运动方向时，由于手指端51在一个测试周期中的运动
方向的重复次数可知，因此可以根据运动方向及其对应重复次数可以计算得到获取到手指端51的运动类型是伸缩运动还是摆动运动，进而获取到手指端51的伸缩运动参数和摆动运动参数。其中，伸缩运动参数包括运动方向和伸缩运动次数，摆动运动参数包括运动方向和摆动运动次数。获取预设测试需求，预设测试测试需求包括伸缩运动期望执行次数和/或摆动运动期望执行次数。将预设测试需求提供调试接口烧录至伺服板3，在驱动机械手指部件运动后，伺服板3将伸缩运动次数与伸缩运动期望执行次数进行比较，判断是否符合预期，如果符合则测试通过，反之测试未通过。同理，伺服板3可将摆动运动次数与摆动运动期望执行次数进行比较，判断是否符合预期，如果符合则测试通过，反之测试未通过。
79.示例性的，如图2和图3所示，当按压上下摆动控制按钮时，控制子单元下发包括上下往复摆动90度、共10次的上下摆动启动指令。驱动电机接收到上下摆动启动指令后，驱动手指部沿着竖直方向做上下往复的摆动运动。手指在上下往复的摆动运动过程中，每次均会在切割槽型光电传感器21时会反馈测量数据(此处即切割时间点)并回传给伺服板3的数据处理单元。伺服板3的数据处理单元通过对规定时间内的切割时间点进行统计上下往复的摆动运动次数。
80.示例性的，如图2和图4所示，当按下伸缩控制按钮时，控制子单元下发包括前后往复伸缩1cm、共10次的启动指令。驱动电机接收到启动指令后，驱动手指部沿着手指端的延展方向做前后往复的伸缩运动。手指在前后往复的伸缩运动过程中，每次均会在切割槽型光电传感器21时会反馈测量数据(此处即切割时间点)并回传给伺服板3的数据处理单元。伺服板3的数据处理单元通过对规定时间内的切割时间点进行统计前后往复的伸缩运动次数。
81.优选的，显示模块包括led灯，或者显示屏。其中，获取伺服板3反馈的关节运动性能，通过显示屏将机械手指部件的手指端51的关节运动性能可视化，通过显示屏实时直观地查看手指端51的关节运动性能的动态变化，达到实时验证机械手指部件的手指端51是否按照预定的方式运动的目的，从而能查看手指端51。示例性的，如图2所示，当摆动运动次数正确时(如1分钟内统计次数为10次)第一led灯61会亮起(pass)，当次数错误时，则第二led灯62亮起，从而通过led灯的点亮情况能直观显示是否符合预设测试需求，进而间接实现对手指运行角度和运行速度的检测。其中，第一led灯61和第二led等62分别是绿色和红色，当然此处第一led灯61和第二led等62的颜色只是示例，也可以是其他颜色、形状组合。本发明便于产线上快速准确，有效地自动化检验机械手指部件的功能是否正常，提高检测效率的同时，还可通过显示模块自动输出机械手指部件对应的关节运动性能。
82.优选的，伺服板3与上位机通信连接，若伸缩运动和摆动运动测试任一项未通过，机械手指部件的手指端51存在问题，则反之测试通过。伺服板3可根据需要生成测试报告，将测试报告汇报至上位机。
83.本发明的一个实施例，一种机械手指部件的测试方法，包括步骤：
84.s110控制机械手指部件运动，获取机械手指部件在运动过程中的测量数据；
85.s120根据测量数据获得机械手指部件对应的关节运动性能。
86.具体的，本实施例是上述系统实施例对应的方法实施例，具体效果参见上述系统实施例，在此不再一一赘述。
87.本发明的一个实施例，一种机械手指部件的测试方法，包括步骤：
88.s210获取用户输入信号以生成对应的启动指令；
89.s220根据启动指令生成对应的驱动信号，发送驱动信号至与机械手指部件的手指座52所连接的驱动电机，使得驱动电机驱动机械手指部件的手指端51运动；
90.s230获取机械手指部件在运动过程中的测量数据；
91.s240根据测量数据获得机械手指部件对应的关节运动性能。
92.具体的，本实施例是上述系统实施例对应的方法实施例，具体效果参见上述系统实施例，在此不再一一赘述。
93.本发明的一个实施例，一种机械手指部件的测试方法，包括步骤：
94.s310获取用户输入信号以生成对应的启动指令；
95.s320根据启动指令生成对应的驱动信号，发送驱动信号至与机械手指部件的手指座52所连接的驱动电机，使得驱动电机驱动机械手指部件的手指端51运动；
96.s330获取机械手指部件在运动过程中的测量数据；
97.s340根据测量数据获取手指端51的伸缩运动参数和摆动运动参数；
98.s350根据预设测试需求、伸缩运动参数和摆动运动参数分析得到对应的关节运动性能。
99.具体的，本实施例是上述系统实施例对应的方法实施例，具体效果参见上述系统实施例，在此不再一一赘述。
100.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
101.本发明的一个实施例，一种存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现上述机械手指部件的测试方法对应实施例所执行的操作。例如，计算机可读存储介质可以是只读内存(rom)、随机存取存储器(ram)、只读光盘(cd
‑
rom)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
102.它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
103.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
104.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
105.在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。
106.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
107.另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
108.所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序发送指令给相关的硬件完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括：计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read
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only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如：在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
109.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。