一种搭载机器人的电磁测试系统及其电磁测试方法

本申请属于电磁测试领域，尤其涉及一种搭载机器人的电磁测试系统及其电磁测试方法。

背景技术：

1、近年来，工业机器人快速发展，在搬运、焊接、装配等应用场景都得到了广泛的应用。在天线测试领域，工业机器人也正在掀起一场革命。2011年，美国nist（美国国家标准与技术研究院，简称：nist）科学家开始使用工业机器人在天线测试领域进行创新，以应对天线测试在毫米波通信、毫米波雷达时代面临的种种挑战。与现有技术采用转台扫描架的天线测试系统相比，配备机器人的天线测试系统具有更高的灵活性，配合测试仪器及附件，可实现平面近场、球面场、圆柱场三合一功能，具有占地面积小、成本低、灵活性强、机动性强等特点。

2、中国专利授权公告号为“cn111521881b”，名称为“天线测试系统”中，提供了一种天线测试系统，该测试系统包括：基座、铺设于所述基座上的支撑导轨、分设于所述支撑导轨的两端并可沿所述支撑导轨移动的两个机械手、与所述两个机械手电连接的射频测试设备、与所述机械手电连接的光学定位组件,以及设于所述两个机械手之间的吸波组件，该专利将机器人引入到天线测试系统，取代过去的扫描架，机器人有更高的灵活性，通过机器人能够实现平面近场、柱面近场、球面近场三合一的测试，搭载机器人的天线测试系统，具有更高的灵活性。但是这个天线测试系统不能实现高速连续测试。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种能实现高速连续测试的搭载机器人的电磁测试系统及其电磁测试方法。

2、第一方面，本申请提供了一种搭载机器人的电磁测试系统，所述电磁测试系统包括机器人、上位机、待测装置、测试探头、矢量网络分析仪和用于安放待测装置的固定架，所述机器人具有控制器；

3、所述测试探头放置在机器人的本体的法兰盘上，待测装置放置在天线正前方；

4、机器人基于上位机的驱动与控制，能够通过上位机向机器人发送包含目标位置的控制代码，机器人接收到包含目标位置的控制代码后向目标位置运动；

5、上位机用于与矢量网络分析仪和机器人的控制器之间的数据传输；

6、矢量网络分析仪负责采集所述测试探头经过的近场电磁空间的幅度和相位数据；

7、对于控制器中集成了运动预处理机制的机器人，所述运动预处理机制是运动堆栈，当从上位机向机器人发送多个位置时，机器人收到第一个位置并开始向第一个位置执行的同时，连续接收后续的位置，并保存在运动堆栈中，机器人到达第一个位置后，依次从运动堆栈中取出需要执行的位置，顺次执行；

8、对于控制器中没有集成运动预处理机制的机器人，在向机器人发送一条控制命令后，通过循环读取机器人的实际位置，直到机器人到达目标位置，再发送下一个目标位置，机器人按照上位机发送位置命令的顺序，依次执行。

9、第二方面，本申请提供了一种如上述的搭载机器人的电磁测试系统的电磁测试方法，所述方法包括：

10、s101、控制机器人连续运动，进行高速连续电磁测试，采集近场电磁数据，对测试结果进行插值，得到各个采样点的近场测试数据；

11、s102、将各个采样点的近场测试数据通过电磁近远场变换算法，得到待测装置的辐射方向图。

12、在本申请中，由于对于控制器中集成了运动预处理机制的机器人，所述运动预处理机制是运动堆栈，当从上位机向机器人发送多个位置时，机器人收到第一个位置并开始向第一个位置执行的同时，连续接收后续的位置，并保存在运动堆栈中，机器人到达第一个位置后，依次从运动堆栈中取出需要执行的位置，顺次执行；对于控制器中没有集成运动预处理机制的机器人，在向机器人发送一条控制命令后，通过循环读取机器人的实际位置，直到机器人到达目标位置，再发送下一个目标位置，机器人按照上位机发送位置命令的顺序，依次执行。因此能实现搭载机器人的电磁测试系统的高速连续测试，能够节约测试时间，让以往需要几个小时才能够完成的测试工作可以在10分钟内完成，缩短了测试工程人员等待的时间。又由于是执行连续的测试，所以通过在扫描完成后得到的电磁数据并非是最终的结果，最终需要的就是各个采样点的幅度和相位，因此本申请通过插值的方法，得到各个采样点的幅度和相位。

技术特征：

1.一种搭载机器人的电磁测试系统，其特征在于，所述电磁测试系统包括机器人、上位机、待测装置、测试探头、矢量网络分析仪和用于安放待测装置的固定架，所述机器人具有控制器；

2.如权利要求1所述的电磁测试系统，其特征在于，机器人的控制器与上位机配置在同一网段下，机器人的控制器与上位机通过lan口连接。

3.如权利要求2所述的电磁测试系统，其特征在于，机器人的控制器与上位机之间的通讯主要是通过tcp协议实现。

4.如权利要求3所述的电磁测试系统，其特征在于，tcp通讯将机器人的控制器指定为服务端，控制器用于解析上位机发送的目标位置的控制代码，得到目标位置数值，分别传入机器人的x，y，z位置变量和rx，ry，rz姿态变量；打开机器人伺服控制器，建立上位机与机器人的控制器之间的连接，机器人的控制器收到控制代码并解析，打开伺服机构，给机器人的机械臂上电；控制机器人运动到目标位置；在机器人运动时，实时读取机器人末端的位置，并将位置发送给上位机；

5.如权利要求4所述的电磁测试系统，其特征在于，所述解析上位机发送的目标位置的控制代码，得到目标位置数值具体为：

6.一种如权利要求1至5任一项所述的搭载机器人的电磁测试系统的电磁测试方法，其特征在于，所述方法包括：

7.如权利要求6所述的电磁测试方法，其特征在于，所述控制机器人连续运动具体包括：

8.如权利要求6所述的电磁测试方法，其特征在于，当机器人的末端位置与目标位置的空间距离小于预设阈值时，认为机器人到达目标位置。

9.如权利要求6所述的电磁测试方法，其特征在于，对于一张完整的测试平面，将测试平面分成二维等间距的行和列，在给机器人发送控制命令时，只将每一行的起始位置和终止位置发送给机器人。

10.如权利要求6所述的电磁测试方法，其特征在于，所述对测试结果进行插值，得到各个采样点的近场测试数据具体包括：

技术总结
本申请提供了一种搭载机器人的电磁测试系统及其电磁测试方法。对于控制器中集成了运动预处理机制的机器人，所述运动预处理机制是运动堆栈，当从上位机向机器人发送多个位置时，机器人收到第一个位置并开始向第一个位置执行的同时，连续接收后续的位置，并保存在运动堆栈中，机器人到达第一个位置后，依次从运动堆栈中取出需要执行的位置，顺次执行；对于控制器中没有集成运动预处理机制的机器人，在向机器人发送一条控制命令后，通过循环读取机器人的实际位置，直到机器人到达目标位置，再发送下一个目标位置，机器人按照上位机发送位置命令的顺序，依次执行。本申请能实现搭载机器人的电磁测试系统的高速连续测试，能够节约测试时间。

技术研发人员：宋正勋,范泽元,东君伟
受保护的技术使用者：长春理工大学中山研究院
技术研发日：
技术公布日：2025/2/10