机器人手持天线抗扰度测试自动化平台开发.pdf
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1、第 6卷第 4期2023年 8月Vol.6 No.4Aug.2023汽 车 与 新 动 力AUTOMOBILE AND NEW POWERTRAIN机器人手持天线抗扰度测试自动化平台开发王瑞(上海机动车检测认证技术研究中心有限公司,上海 201805)摘要:在电磁抗扰度试验满足相关国家标准的情况下,研究设计了一种机器人手持天线测试抗扰度自动化平台,主要用于汽车零部件手持天线抗扰度测试,适用的测试对象包括且不限于车用电池包、电机、中控屏幕、控制器等。该机器人手持天线测试抗扰度自动化平台在试验前先通过机器视觉系统学习样品轮廓,随后对扫描路径进行规划、部署,控制天线按照试验步骤自动移动。通过试验论证
2、,该机器人手持天线测试抗扰度自动化平台具有一定抗干扰性,能够大大提高试验效率,可以有效解决零部件抗扰度测试过程中试验人员需要频繁出入电波暗室的痛点。关键词:汽车零部件;抗扰度测试;测试平台0前言如今,机器人广泛应用于各个领域,如深海探测、作战、侦察、搜集情报、服务等,机器人作业已经成为高精度、高效率的代名词。但是机器人在电波暗室内的应用仍为空白,究其原因主要是机器人内部电子元器件较多,在进行抗扰度试验过程中会存在风险,专门用在电波暗室的机器人设备也较为罕见。手持天线主要用于电气部件连续窄带辐射电磁抗扰度试验中,当手持天线对被试样品进行试验时,样品所有被测表面应分割为 100 mm100 mm的
3、正方形单元,在天线的 2 个正交方向,每个单元的中心分别暴露在天线的中心位置和天线振子位置,因此每个划分单元都要满足 4 次暴露 1。在手持天线抗扰度试验过程中,天线需要依照相关标准规律移动至其目标位置,目标位置多,试验持续时间长。同时,在暗室内进行抗扰度试验时,试验人员不宜在暗室内,所以每个目标位置变换时需要试验人员进入暗室重新测量尺寸、变换位置,导致工作效率较低。目前,电波暗室内试验人员重复试验次数较多,能够同时满足低辐射、防静电、具有一定辐射抗扰度的机器人设备比较稀缺。机器人手持天线全自动扫描平台的搭建与研究,不仅能够节约人员成本和时间成本、提高试验效率,还可以进行二次开发,将其应用到其
4、他重复性较强的试验中,应用前景较为广泛。很多抗扰度试验的重复性较强2,且由于手持天线抗扰度试验的特殊性,即天线尺寸较小、质量较轻,同时天线头部近端场强较高,因此计划利用多自由度机械手臂夹住手持天线进行位置扫描,在满足机器人具有一定抗干扰强度的同时给机器人穿上防辐射护具。研究搭建一种机器人手持天线抗扰度测试自动化平台,通过机器视觉识别被测件轮廓从而规划路径,利用机器人多自由度机械臂夹住手持天线进行位置扫描,使整个平台能同时满足低辐射、防静电、具有一定辐射抗扰度等特点。1机器人手持天线抗扰度测试自动化平台该机器人手持天线抗扰度测试自动化平台主要由机械、电控与软件控制 3个部分组成。通过对每处组成结
5、构的特殊处理,可以使整套平台装置在一定场强的电磁兼容暗室环境中正常工作而不受作者简介:王瑞(1992),男,硕士,助理工程师,主要研究方向为新能源汽车电磁兼容测试。检测技术第 6卷汽 车 与 新 动 力影响,排除在试验中由于设备系统的原因而误判汽车通用部件受到干扰的问题。同时,系统的设计软件能够按测试法规、标准或自建场景设置装置的各种运动工况,配合汽车通用部件完成测试需求。机器人手持天线抗扰度测试自动化平台系统原理如图 1 所示。电气控制系统通过软件控制系统指令协作机器人进行工作,机器人头部装有工业相机,系统通过视觉引导的功能,预先布置、规划、调整天线的扫描路径,电气控制部分与机械部分的连接件
6、需要采用快插接头,以保证安装便捷性。1.1机械部分机械部分主要包括 2 个部分,一个是系统搭载平台,另一个是天线的仿形工装及保护装置。系统搭载平台 3D 设计图如图 2所示。由图 2可以看出:系统搭载平台主要包括液压升降移载工具车、协作机器人、相机系统、天线防护机构及头部工装等。液压升降移载工具车负责设备的移动、固定及 Z 轴方向的位置调节。协作机器人作为手持天线的主要驱动设备及动力源,可以带动手持天线多自由度移动及固定头部仿形工装,是连接天线防护机构、相机系统等的连接组件。天线防护机构如图 3 所示。由图 3 可以看出:天线防护机构主要是在天线外部制作一层保护层,由天线的防碰撞保护罩和过载防
7、碰撞传感器组成。当防碰撞保护罩的任意点受到外力影响时,防碰撞传感器收到数值的变化,并根据数值变化的等级给机器人提供警示和动作指令。如果防碰撞传感器在触碰到附近障碍物时,机器人即时停止移动,防止天线受损。1.2电气控制部分电气控制部分主要包括协作机器人系统、视觉感知系统 2 个部分。整个电气控制部分能够完成手持天线扫描控制功能,通过视觉引导的功能预先布置、规划、调整天线的扫描路径。协作机器人系统作为手持天线的主要驱动设备及动力源,带动手持天线多自由度移动及固定。协作机器人选用优傲 UR10e 协作机器人,UR10e机器人是 UR 系列机器人中尺寸及力量最大的机器人,同时具有极高的精确度。该协作机
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