CN103091102B - 一种机器人减速器传动性能综合测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人减速器传动性能综合测试装置，构成包括底座（14），底座（14）上设有保持水平同轴一致且依次连接的驱动电机（1）、第一联轴器（2）、减速器输入端扭矩角位移传感器（3）、第二联轴器（4）、待试减速器（5）、第三联轴器（6）、减速器输出端扭矩角位移传感器（7）、第四联轴器（8）和制动器（9），所述的驱动电机（1）、减速器输入端扭矩角位移传感器（3）、待试减速器（5）、减速器输出端扭矩角位移传感器（7）分别通过电机支架（10）、第一支架（11）、待试减速器支架（12）、第二支架（13）设置在底座（14）上。本发明满足高精密复合滚动活齿传动减速器速比、回差、效率等传动性能的测试，测试效率和精度均较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试装置，特别是一种用于机器人复合滚动活齿传动减速器减速器传动性能综合测试装置。
背景技术
随着我国科技创新水平和科研实力的不断提高，各个行业对工业机器人减速器的性能提出了更高的要求。目前，由于复合滚动活齿传动减速器以其高精度、高效率、大速比、大扭矩等优点，而被日益广泛应用于工业机器人、航空航天、工业自动化、数控机床等领域。机器人减速器的传动性能直接影响整个系统的性能，对其关键性能测试至关重要。目前对其减速器传动性能的测试装置功能通用性不强，为了实现多钟关键传动性能如速比、回差、效率等的测试，通常需要多次工装或多台试验装置来完成，拆装不便，测试效率低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种机器人减速器传动性能综合测试装置。本发明满足高精密复合滚动活齿传动减速器速比、回差、效率等传动性能的测试，测试效率和精度均较高。
本发明的技术方案：一种机器人减速器传动性能综合测试装置，其特征在于：包括底座，底座上设有保持水平同轴一致且依次连接的驱动电机、第一联轴器、减速器输入端扭矩角位移传感器、第二联轴器、待试减速器、第三联轴器、减速器输出端扭矩角位移传感器、第四联轴器和制动器，所述的驱动电机、减速器输入端扭矩角位移传感器、待试减速器、减速器输出端扭矩角位移传感器分别通过电机支架、第一支架、待试减速器支架、第二支架设置在底座上。
前述的机器人减速器传动性能综合测试装置中，所述的减速器输入端扭矩角位移传感器和减速器输出端扭矩角位移传感器的结构相同的扭矩角位移传感器，均包括中心轴，中心轴上通过紧固环设有带编码器的编码器空心轴，编码器通过J形弹性片设有连接板，连接板上固定有设置在中心轴上的扭矩传感器。
前述的机器人减速器传动性能综合测试装置中，所述的编码器是空心轴式绝对式光电编码器；所述扭矩传感器为非接触应变式扭矩传感器。
前述的机器人减速器传动性能综合测试装置中，所述的待试减速器支架为L形支架，其L形支架连接处设有肋板，L形支架顶部为半环形结构，通过分布在半环形上的螺纹孔与待试减速器固定。
前述的机器人减速器传动性能综合测试装置中，所述的驱动电机是伺服电机。
前述的机器人减速器传动性能综合测试装置中，所述的第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器和第四联轴器均为弹性联轴器。
与现有技术相比，本发明在加载一定的制动器负载下，通过减速器输入端扭矩角位移传感器、减速器输出端扭矩角位移传感器分别测量待试减速器的输入、输出角位移，能够满足同时对减速器不同负载下的速比、回差、效率等传动性能的测试，通用性强。减速器的输入、输出端均采用一整体的扭矩角位移传感器，其组成部分空心轴式绝对式光电编码器和非接触应变式扭矩传感器共用中心轴，且轴向通过J形弹性片固定，使得结构紧凑，测试精度高。待试减速器重心位置采用顶部为半环结构的L形支架支撑，装配可靠，拆装方便，测试效率更高。在驱动电机和减速器输入端扭矩角位移传感器、减速器输入端扭矩角位移传感器和待试减速器、待试减速器和减速器输出端扭矩角位移传感器、减速器输出端扭矩角位移传感器和制动器之间均设置了弹性联轴器，可以起到阻尼作用，减小高频分量向编码器传递，提高测试精度。
待试减速器以低速小扭矩（10r/min）加载测试为例，控制驱动电机正反稳定旋转多圈，通过前述减速器输入、输出端扭矩角位移传感器可一次同时获得该加载条件下的速比、回差、效率等关键性能参数。其中通过图显示，图中角位移曲线的横、纵坐标分别为输出、输入端扭矩角位移，通过拟合该曲线获得的直线斜率即为该减速器的速比，该例中速比为80；该曲线为驱动电机正反转时测量的角位移滞回曲线，其水平滞回间距即为该减速器的回差，即角位移回差为3.16分，本发明采用的绝对式光电角位移传感器测量精度为±5秒，能够满足该测试的精度要求；采用的输入端扭矩角位移传感器为小量程，输出端扭矩角位移传感器为大量程，精度均为0.05％F.S，通过输入、输出端角位移扭矩的测量可获得传动效率，即为输出扭矩与（输入扭矩乘以速比）之比,该例中效率为12.34％。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是扭矩角位移传感器的结构示意图；
图3是待试减速器支架的结构示意图；
图4是图3的侧视图。
附图中的标记为：1-驱动电机，2-第一联轴器，3-减速器输入端扭矩角位移传感器，4-第二联轴器，5-待试减速器，6-第三联轴器，7-减速器输出端扭矩角位移传感器，8-第四联轴器，9-制动器，10-电机支架，11-第一支架，12-待试减速器支架，13-第二支架，14-底座，15-中心轴，16-编码器空心轴，17-紧固环，18-编码器，19-J形弹性片，20-连接板，21-扭矩传感器，22-螺纹孔，23-肋板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种机器人减速器传动性能综合测试装置，构成如图1-4所示，包括底座14，底座14上设有保持水平同轴一致且依次连接的驱动电机1、第一联轴器2、减速器输入端扭矩角位移传感器3、第二联轴器4、待试减速器5、第三联轴器6、减速器输出端扭矩角位移传感器7、第四联轴器8和制动器9，所述的驱动电机1、减速器输入端扭矩角位移传感器3、待试减速器5、减速器输出端扭矩角位移传感器7分别通过电机支架10、第一支架11、待试减速器支架12、第二支架13设置在底座14上。由电机支架10、第一支架11、第二支架13和待试减速器支架12调整以保持水平同轴。
所述的减速器输入端扭矩角位移传感器3和减速器输出端扭矩角位移传感器7的结构相同的扭矩角位移传感器，均包括中心轴15，中心轴15上通过紧固环17设有带编码器18的编码器空心轴16，编码器18通过J形弹性片19设有连接板20，连接板20上固定有设置在中心轴15上的扭矩传感器21。
所述的编码器18是空心轴式绝对式光电编码器；所述扭矩传感器21为非接触应变式扭矩传感器，输入端为20 N·m小扭矩传感器，输出端为1000 N·m大扭矩传感器。
所述的待试减速器支架12为L形支架，其L形支架连接处设有肋板23，L形支架顶部为半环形结构，通过分布在半环形上的螺纹孔22与待试减速器5固定，装配可靠，拆装方便，测试效率更高。
所述的驱动电机1是伺服电机，可以是永磁交流伺服电机，响应快，转速和位置控制精度高，适用于大扭矩减速器工作状态。所述的制动器9为1000 N·m扭矩的磁粉制动器。所述待试减速器5为CORT 80E复式滚动活齿减速器。
所述的第一联轴器2、第二联轴器4、第三联轴器6和第四联轴器8均为弹性联轴器。在驱动电机1和减速器输入端扭矩角位移传感器3、减速器输入端扭矩角位移传感器3和待试减速器5、待试减速器5和减速器输出端扭矩角位移传感器7、减速器输出端扭矩角位移传感器7和制动器9之间设置弹性联轴器，可以起到阻尼作用，减小高频分量向编码器传递，提高测试精度。
Claims (4)
1.一种机器人减速器传动性能综合测试装置，其特征在于：包括底座(14)，底座(14)上设有保持水平同轴一致且依次连接的驱动电机(1)、第一联轴器(2)、减速器输入端扭矩角位移传感器(3)、第二联轴器(4)、待试减速器(5)、第三联轴器(6)、减速器输出端扭矩角位移传感器(7)、第四联轴器(8)和制动器(9)，所述的驱动电机(1)、减速器输入端扭矩角位移传感器(3)、待试减速器(5)、减速器输出端扭矩角位移传感器(7)分别通过电机支架(10)、第一支架(11)、待试减速器支架(12)、第二支架(13)设置在底座(14)上；所述的减速器输入端扭矩角位移传感器(3)和减速器输出端扭矩角位移传感器(7)是结构相同的扭矩角位移传感器，均包括中心轴(15)，中心轴(15)上通过紧固环(17)设有带编码器(18)的编码器空心轴(16)，编码器(18)通过J形弹性片(19)设有连接板(20)，连接板(20)上固定有设置在中心轴(15)上的扭矩传感器(21)；所述的待试减速器支架(12)为L形支架，其L形支架连接处设有肋板(23)，L形支架顶部为半环形结构，通过分布在半环形上的螺纹孔(22)与待试减速器(5)固定。
2.根据权利要求1所述的机器人减速器传动性能综合测试装置，其特征在于：所述的编码器(18)是空心轴式绝对式光电编码器；所述扭矩传感器(21)为非接触应变式扭矩传感器。
3.根据权利要求1或2所述的机器人减速器传动性能综合测试装置，其特征在于：所述的驱动电机(1)是伺服电机。
4.根据权利要求3所述的机器人减速器传动性能综合测试装置，其特征在于：所述的第一联轴器(2)、第二联轴器(4)、第三联轴器(6)和第四联轴器(8)均为弹性联轴器。
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