CN103698127A - 减速器测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减速器测试设备，包括支撑平台以及设置在支撑平台上的伺服主轴电机、第一转速转矩传感器、第二转速转矩传感器、变速器以及制动器，其中伺服主轴电机的输出轴经第一转速转矩传感器与待测减速器的输入轴连接，待测减速器的输出轴经第二转速转矩传感器与变速器的输入轴连接，变速器的输出轴与制动器连接，第一转速转矩传感器用于检测输入转速和/输入扭矩，第二转速转矩传感器用于检测待测减速器的输出转速和/输出扭矩，变速器与制动器配合为待测减速器提供负载。通过上述方式，本发明的减速器测试设备由变速器配合制动器提供负载，由变速器将制动器提供的负载成倍放大，以使测试时需要大负载也不需要使用大型的制动器，节约成本。

Description

减速器测试设备

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种减速器测试设备。

背景技术

随着科技的发展，工程机械对减速器的综合性能要求逐渐提高。高精密摆线针轮减速器、RV减速器、谐波减速器等均是在此背景下发展壮大的高精密传动元部件，它们在机器人、仪器仪表、医疗器械、航空航天及高精密机床等领域得到广泛应用。为了保证减速器的性能，准确、便捷、高效的测试设备必不可少。但在现有的减速器测试设备中，一般都是由制动器来为减速器提供负载。因此，当减速器需要较大负载时，则需要大型制动器来提供负载。大型制动器的价格昂贵，因此使得减速器测试设备的成本变高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种减速器测试设备，能够降低减速器测试设备的成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种减速器测试设备，该减速器测试设备包括支撑平台以及设置在支撑平台上的伺服主轴电机、第一转速转矩传感器、第二转速转矩传感器、变速器以及制动器，其中伺服主轴电机的输出轴经第一转速转矩传感器与待测减速器的输入轴连接，待测减速器的输出轴经第二转速转矩传感器与变速器的输入轴连接，变速器的输出轴与制动器连接，第一转速转矩传感器用于检测输入转速和/输入扭矩，第二转速转矩传感器用于检测待测减速器的输出转速和/输出扭矩，变速器与制动器配合为待测减速器提供负载。

其中，减速器测试设备进一步包括设置在支撑平台上且能够沿支撑平台滑动的第一传感器支架、待测减速器支架、第二传感器支架以及制动器支架，第一转速转矩传感器、待测减速器、第二转速转矩传感器以及制动器分别安装于第一传感器支架、待测减速器支架、第二传感器支架以及制动器支架上。

其中，第一传感器支架、待测减速器支架、第二传感器支架以及制动器支架与支撑平台相邻一侧分别设置有阶梯状的第一定位槽，支撑平台上设置有定位导轨，第一定位槽与定位导轨配合使得第一传感器支架、待测减速器支架、第二传感器支架以及制动器支架能够沿支撑平台滑动。

其中，制动器为磁粉制动器。

其中，减速器测试设备进一步包括电机支架，支撑平台上进一步设置有滑轨，伺服主轴电机设置于电机支架上，电机支架设置于滑轨上，并且能够沿滑轨滑动。

其中，电机支架上设置有制动装置，以使伺服主轴电机在滑动到预定位置后固定于滑轨上，防止伺服主轴电机滑动。

其中，减速器测试设备进一步包括第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器以及第五联轴器，其中第一联轴器连接于伺服主轴电机的输出轴与第一转速转矩传感器的输入轴之间，第二联轴器连接于第一转速转矩传感器的输出轴与待测减速器的输入轴之间，第三联轴器连接于待测减速器的输出轴与第二转速转矩传感器的输入轴之间，第四联轴器连接于第二转速转矩传感器的输出轴与变速器的输入轴之间，第五联轴器连接于变速器的输出轴与制动器之间。

其中，减速器测试设备进一步包括温度传感器，温度传感器以可拆卸的方式设置于待测减速器的表面，以对待测减速器的温度进行检测。

其中，减速器测试设备进一步包括工控机以及数据采集卡，工控机与数据采集卡连接。数据采集卡与伺服主轴电机、第一转速转矩传感器、第二转速转矩传感器、温度传感器以及制动器连接，用于向伺服主轴电机和制动器输出状态控制信号，并采集第一转速转矩传感器、第二转速转矩传感器以及温度传感器所检测的数据。

其中，第一转速转矩传感器与第二转速转矩传感器的规格不相同。

通过上述方案，本发明的有益效果是：本发明的减速器测试设备由变速器配合制动器提供负载，由变速器将制动器提供的负载成倍放大，以使测试时需要较大负载也不需要使用大型的制动器，节约成本。

附图说明

图1是本发明第一实施例的减速器测试设备的结构示意图；

图2是图1中的各支架的正面示意图；

图3是图1中的支撑平台的俯视图；

图4是图1所示的减速器测试设备的电气框架图。

具体实施方式

下面通过附图与实施例对本发明进行详细描述。

参阅图1，图1是第一实施例的减速器测试设备的结构示意图。在本实施例中，减速器测试设备的主体机械结构包括支撑平台20以及设置在支撑平台20上的伺服主轴电机1、第一转速转矩传感器3、第二转速转矩传感器7、变速器9、制动器11、温度传感器16、电机支架13、第一传感器支架14、待测减速器支架15、第二传感器支架17、制动器支架19、定位块18、第一联轴器2、第二联轴器4、第三联轴器6、第四联轴器8以及第五联轴器10。

其中，第一联轴器2连接于伺服主轴电机1的输出轴与第一转速转矩传感器3的输入轴之间。第二联轴器4连接于第一转速转矩传感器3的输出轴与待测减速器5的输入轴之间。第三联轴器6连接于待测减速器5的输出轴与第二转速转矩传感器7的输入轴之间。第四联轴器8连接于第二转速转矩传感器7的输出轴与变速器9的输入轴之间。第五联轴器10连接于变速器9的输出轴与制动器11之间。也就是说，在支撑平台20上，上述各部件的连接顺序是：伺服主轴电机1、第一联轴器2、第一转速转矩传感器3、第二联轴器4、待测减速器5、第三联轴器6、第二转速转矩传感器7、第四联轴器8、变速器9、第五联轴器10、制动器11。

在本实施例中，伺服主轴电机1的最高转速达8000r/min，额定转矩132Nm，额定功率为18.5Kw，可满足绝大多数高精密减速器性能测试时对输入转速、输入转矩的要求。伺服主轴电机1设置于电机支架13上。支撑平台20上进一步设置有滑轨12，电机支架13设置于滑轨12上，并且能够沿滑轨12滑动。并且，电机支架13能够固定于滑轨12上，以将伺服主轴电机1相对支撑平台20固定。在优选实施例中，电机支架13上设置有制动装置，以使伺服主轴电机1在滑动到预定位置后固定于滑轨12上，防止伺服主轴电机1滑动。

第一转速转矩传感器3用于检测输入转速和/输入扭矩。在本实施例中，第一转速转矩传感器3为直连式转速转矩传感器，两端的输入轴以及输出轴（两轴同样是中心轴）通过第一联轴器2与第二联轴器4分别与伺服主轴电机1和待测减速器5相连。第一转速转矩传感器3有10、50、200三种规格，转矩不准确度为0.2%，可满足在2-200Nm内转矩测量精度为1%，转速测量范围大于0-5000r/min，转速测量精度优于0.02r/min。其中，第一联轴器2与第二联轴器4优选为梅花弹性体联轴器。

第二转速转矩传感器7用于检测待测减速器5的输出转速和/输出扭矩。同样的，第二转速转矩传感器7亦为直连式转速转矩传感器，两端中心轴通过第三联轴器6与第四联轴器8分别与待测减速器5和变速器9相连。第二转速转矩传感器7有200、500、2000、10000四种规格，转矩不准确度为0.2%，可满足在40-10000Nm内转矩测量精度为1%，转速测量范围大于0-1700r/min，转速测量精度优于0.02r/min。第三联轴器6与第四联轴器8优选为膜片联轴器。由此可见，一转速转矩传感器3与第二转速转矩传感器7的规格不相同。

温度传感器16以可拆卸的方式设置于待测减速器5的表面，以对待测减速器5的温度进行检测。温度传感器16优选为薄片式Pt100传感器，内置变送器，输出0-10V模拟电压，温度测量范围-50-250℃。

在本实施例中，变速器9为X系列摆线针轮减速器，制动器11为磁粉制动器。变速器9的减速比为29，许用转矩12000Nm，额定转速960r/min。磁粉制动器11有25、100、400三种规格，启动力矩小于3%，转速范围大于0-1000r/min。制动器11与变速器9组合为测试提供负载，可提供1-10000Nm的转矩。在为待测减速器7提供负载时，变速器9放大制动器11所提供的转矩，因此能够提供给待测减速器7更大的负载。在对待测减速器7进行测试时，由伺服主轴电机1提供转速，经待测减速器7后，转速较低，有时无法达到制动器11所需求的转速，因此在待测减速器7与制动器11之间加入变速器9之后，则可将经待测减速器7减速后的转速再度提升，达到制动器11所需要的转速。

第一转速转矩传感器3、待测减速器5、第二转速转矩传感器7以及制动器11分别安装于第一传感器支架14、待测减速器支架15、第二传感器支架17以及制动器支架19上，并由第一传感器支架14、待测减速器支架15、第二传感器支架17以及制动器支架19固定于支撑平台20上。进一步参阅图2与图3，图2是图1中的各支架的正面示意图，图3是图1中的支撑平台的俯视图。第一传感器支架14、待测减速器支架15、第二传感器支架17以及制动器支架19与支撑平台20相邻一侧分别设置有阶梯状的第一定位槽21，支撑平台20上设置有定位导轨22，定位槽21与定位导轨22配合使得第一传感器支架14、待测减速器支架15、第二传感器支架17以及制动器支架19能够沿支撑平台20滑动。支撑平台上设置有第二定位槽，定位块18嵌入所述第一定位槽21和第二定位槽内，这样当第一传感器支架14、待测减速器支架15、第二传感器支架17以及制动器支架19滑动到预定位置后，就可以由定位块18将上述支架固定在支撑平台上，从而将第一转速转矩传感器3、待测减速器5、第二转速转矩传感器7以及制动器11固定。第一定位槽21、第二定位槽和定位块18相配合可以帮助实现上述支架的中轴线与伺服主轴电机1的输出轴同轴。

另外，根据第一转速转矩传感器3、待测减速器5、第二转速转矩传感器7以及制动器11大小的不同，第一传感器支架14、待测减速器支架15、第二传感器支架17以及制动器支架19的高矮不同，需要使伺服主轴电机1、第一联轴器2、第一转速转矩传感器3、第二联轴器4、待测减速器5、第三联轴器6、第二转速转矩传感器7、第四联轴器8、变速器9、第五联轴器10、制动器11同轴设置。变速器9直接固定安装于支撑平台20上。

进一步参阅图4，图4是图1所示的减速器测试设备的电气框架图。数据采集卡32与伺服主轴电机1、第一转速转矩传感器3、第二转速转矩传感器7、温度传感器16以及制动器11连接，用于向伺服主轴电机1和制动器11输出状态控制信号，并采集第一转速转矩传感器3、第二转速转矩传感器7以及温度传感器16所检测的数据。工控机31与数据采集卡32连接，用于显示数据采集卡32获取的数据，并发送控制指令给数据采集卡32，以通过数据采集卡32控制其他部件。

在优选实施例中，可通过数据采集卡32的模拟输出通道输出±10V模拟电压给伺服驱动器的信号控制端，伺服驱动器调到转速模式，并通过编码器连接实现对伺服主轴电机1转速和方向的控制。并通过数据采集卡32的4路计数器通道，采集第一转速转矩传感器3和第二转速转矩传感器7传递的方波信号，并通过工控机31内的软件将方波信号换算成输入转速转矩和输出转速转矩的值。还可通过数据采集卡32的模拟输入通道，采集温度传感器16传递的模拟电压信号，并通过工控机31内的软件将采集到电压信号换算成温度值。还可通过数据采集卡32的另一路模拟输出通道输出0-10V的模拟电压给恒流源，通过内部转换恒流源输出0-4A的电流给磁粉制动器11，根据电流-转矩特性曲线可实现加载控制。

在其他实施例中，还可省略各个联轴器，伺服主轴电机1的输出轴经第一转速转矩传感器3与待测减速器5的输入轴连接，待测减速器5的输出轴经第二转速转矩传感器7与变速器9的输入轴连接，变速器9的输出轴与制动器11连接，第一转速转矩传感器3用于检测输入转速和/输入扭矩，第二转速转矩传感器7用于检测待测减速器5的输出转速和/输出扭矩，变速器9与制动器11配合为待测减速器5提供负载。

通过上述方案，本发明的有益效果是：本发明的减速器测试设备由变速器配合制动器提供负载，由变速器将制动器提供的负载成倍放大，以使测试时需要较大负载也不需要使用大型的制动器，节约成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种减速器测试设备，其特征在于，所述减速器测试设备包括支撑平台以及设置在所述支撑平台上的伺服主轴电机、第一转速转矩传感器、第二转速转矩传感器、变速器以及制动器，其中所述伺服主轴电机的输出轴经所述第一转速转矩传感器与待测减速器的输入轴连接，所述待测减速器的输出轴经所述第二转速转矩传感器与变速器的输入轴连接，所述变速器的输出轴与制动器连接，所述第一转速转矩传感器用于检测输入转速和/输入扭矩，所述第二转速转矩传感器用于检测所述待测减速器的输出转速和/输出扭矩，所述变速器与所述制动器配合为所述待测减速器提供负载。

2.根据权利要求1所述的减速器测试设备，其特征在于，所述减速器测试设备进一步包括设置在所述支撑平台上且能够沿所述支撑平台滑动的第一传感器支架、待测减速器支架、第二传感器支架以及制动器支架，所述第一转速转矩传感器、所述待测减速器、所述第二转速转矩传感器以及所述制动器分别安装于所述第一传感器支架、所述待测减速器支架、所述第二传感器支架以及所述制动器支架上。

3.根据权利要求2所述的减速器测试设备，其特征在于，所述第一传感器支架、所述待测减速器支架、所述第二传感器支架以及所述制动器支架与所述支撑平台相邻一侧分别设置有阶梯状的第一定位槽，所述支撑平台上设置有定位导轨，所述第一定位槽与所述定位导轨配合使得所述第一传感器支架、所述待测减速器支架、所述第二传感器支架以及所述制动器支架能够沿所述支撑平台滑动。

4.根据权利要求1所述的减速器测试设备，其特征在于，所述制动器为磁粉制动器。

5.根据权利要求1所述的减速器测试设备，其特征在于，所述减速器测试设备进一步包括电机支架，所述支撑平台上进一步设置有滑轨，所述伺服主轴电机设置于所述电机支架上，所述电机支架设置于所述滑轨上，并且能够沿所述滑轨滑动。

6.根据权利要求5所述的减速器测试设备，其特征在于，所述电机支架上设置有制动装置，以使所述伺服主轴电机在滑动到预定位置后固定于所述滑轨上，防止所述伺服主轴电机滑动。

7.根据权利要求1所述的减速器测试设备，其特征在于，所述减速器测试设备进一步包括第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器以及第五联轴器，其中所述第一联轴器连接于所述伺服主轴电机的输出轴与所述第一转速转矩传感器的输入轴之间，所述第二联轴器连接于所述第一转速转矩传感器的输出轴与所述待测减速器的输入轴之间，所述第三联轴器连接于所述待测减速器的输出轴与所述第二转速转矩传感器的输入轴之间，所述第四联轴器连接于所述第二转速转矩传感器的输出轴与所述变速器的输入轴之间，所述第五联轴器连接于所述变速器的输出轴与所述制动器之间。

8.根据权利要求1所述的减速器测试设备，其特征在于，所述减速器测试设备进一步包括温度传感器，所述温度传感器以可拆卸的方式设置于所述待测减速器的表面，以对所述待测减速器的温度进行检测。

9.根据权利要求8所述的减速器测试设备，其特征在于，所述减速器测试设备进一步包括工控机以及数据采集卡，所述工控机与所述数据采集卡连接。所述数据采集卡与所述伺服主轴电机、所述第一转速转矩传感器、所述第二转速转矩传感器、所述温度传感器以及所述制动器连接，用于向所述伺服主轴电机和所述制动器输出状态控制信号，并采集所述第一转速转矩传感器、所述第二转速转矩传感器以及所述温度传感器所检测的数据。

10.根据权利要求1所述的减速器测试设备，其特征在于，所述第一转速转矩传感器与所述第二转速转矩传感器的规格不相同。

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