CN104568426B - 一种谐波减速器动态性能综合测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种谐波减速器动态性能综合测试系统，其底板上端侧装设电机支架、谐波减速器支架、轴承座支架、制动器支架及第一、二传感器支架，电机支架上端部装设伺服电机、加速器，第一传感器支架上端部装设第一扭矩传感器，轴承座支架上端部通过支撑轴承座安装中间连接轴，第二传感器支架上端部装设第二扭矩传感器，制动器支架上端部装设磁粉制动器，加速器动力输出轴连接第一扭矩传感器输入轴，第一扭矩传感器输出轴连接谐波减速器组件输入连接轴，谐波减速器组件输出连接轴通过中间连接轴连接第二扭矩传感器输入轴连接，第二扭矩传感器输出轴连接磁粉制动器。本发明具有结构设计新颖、测试精度高、测试项目多、通用性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其涉及一种谐波减速器动态性能综合测试系统。
背景技术
随着高精度运动控制技术的不断发展与推广应用，能源、通讯、机床、仪器仪表、机器人、汽车、造船、纺织、冶金、常规武器、精密光学设备、印刷机构、医疗器械、作为空间传动装置和用于操纵高温高压管路以及在有原子辐射或其它有害介质条件下工作的机构等领域都需要高精度的谐波减速器。
其中，对于谐波减速器而言，高可靠性的谐波减速器必须要进行相应的检测手段来进行质量检验；现有技术普遍采用下述方式来对谐波减速器进行质量检验，具体为：在谐波减速器的输入端和输出端都装上一个光电角位转换器，利用电机连接皮带传到输入轴，然后把输入轴和输出轴的角位移转换成相应的脉冲频率，送到分频器，再将数据对比之差通过记录仪输出其误差曲线，也就是运动误差。在实际的质量检验过程中，上述质量检验方式存在以下缺陷，具体为：1、光电角位转换器的技术较落后且精度不高；2、测试项目较少；3、通用性差；4、数据不够直观，同时数据输出不够方便。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种谐波减速器动态性能综合测试系统，该谐波减速器动态性能综合测试系统结构设计新颖、测试精度高、测试项目多、通用性好。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种谐波减速器动态性能综合测试系统，包括有水平横向布置的底板，底板的上端侧装设有电机支架、第一传感器支架、轴承座支架、第二传感器支架、制动器支架以及位于第一传感器支架与轴承座支架之间且用于支承谐波减速器组件的谐波减速器支架，电机支架、第一传感器支架、谐波减速器支架、轴承座支架、第二传感器支架以及制动器支架沿着底板的长度方向依次间隔排布；
电机支架的上端部装设有伺服电机以及位于伺服电机的动力输出轴侧的加速器，伺服电机的动力输出轴与加速器的动力输入端连接，第一传感器支架的上端部装设有第一扭矩传感器，轴承座支架的上端部装设有支撑轴承座，支撑轴承座的中心孔内可相对转动地嵌装有中间连接轴，第二传感器支架的上端部装设有第二扭矩传感器，制动器支架的上端部装设有磁粉制动器，加速器的动力输出轴通过联轴器与第一扭矩传感器的输入轴连接，第一扭矩传感器的输出轴通过联轴器与谐波减速器组件的输入连接轴连接，谐波减速器组件的输出连接轴通过联轴器与中间连接轴的一端部连接，中间连接轴的另一端部通过联轴器与第二扭矩传感器的输入轴连接，第二扭矩传感器的输出轴通过联轴器与磁粉制动器的输入轴连接。
其中，所述底板的上表面装设有沿着底板的长度方向延伸的水平导轨，所述电机支架、所述第一传感器支架、所述谐波减速器支架、所述轴承座支架、所述第二传感器支架以及所述制动器支架的下端部对应水平导轨分别装设有水平滑块，各水平滑块分别与水平导轨相配合；底板的上表面于水平导轨的旁侧对应电机支架、第一传感器支架、谐波减速器支架、第二传感器支架以及制动器支架分别装设有压板组件。
其中，各所述压板组件分别包括有装设于所述底板上表面且竖向延伸的竖向固定块，各竖向固定块的上端部分别配装有水平压持块，各水平压持块的中部通过锁紧螺丝螺装于底板，各水平压持块的一端部分别朝下压紧相应的所述电机支架、所述第一传感器支架、所述谐波减速器支架、所述第二传感器支架以及所述制动器支架的下端部，各水平压持块的另一端部分别朝下压紧相应的竖向固定块的上端部。
其中，所述轴承座支架的下端部与所述底板之间装设有手摇移动装置，手摇移动装置包括有装设于底板上表面的摇柄安装座，摇柄安装座可相对转动地装设有握持摇柄以及驱动齿轮，握持摇柄与驱动齿轮同步转动，轴承座支架的下端部对应驱动齿轮装设有沿着所述水平导轨的长度方向延伸的驱动齿条，驱动齿轮与驱动齿条啮合。
其中，所述底板于所述水平导轨的两端部旁侧分别装设有缓冲装置，各缓冲装置分别包括有装设于底板上表面且竖向延伸的竖向支撑块，各竖向支撑块的上端部于水平导轨一侧分别装设有缓冲胶块。
本发明的有益效果为：本发明所述的一种谐波减速器动态性能综合测试系统，其底板上端侧装设依次间隔布置的电机支架、第一传感器支架、谐波减速器支架、轴承座支架、第二传感器支架以及制动器支架，电机支架上端部装设伺服电机、加速器，第一传感器支架上端部装设第一扭矩传感器，轴承座支架上端部装设支撑轴承座，支撑轴承座中心孔内嵌装中间连接轴，第二传感器支架上端部装设第二扭矩传感器，制动器支架上端部装设磁粉制动器，加速器动力输出轴通过联轴器与第一扭矩传感器输入轴连接，第一扭矩传感器输出轴通过联轴器与谐波减速器组件输入连接轴连接，谐波减速器组件输出连接轴通过联轴器与中间连接轴一端部连接，中间连接轴另一端部通过联轴器与第二扭矩传感器输入轴连接，第二扭矩传感器输出轴通过联轴器与磁粉制动器输入轴连接。通过上述结构设计，本发明具有结构设计新颖、测试精度高、测试项目多、通用性好的优点。
附图说明
下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的剖面示意图。
图2为本发明另一位置的剖面示意图。
图3为本发明的工作示意图。
在图1至图3中包括有：
1——底板 2——电机支架
3——第一传感器支架 4——轴承座支架
5——第二传感器支架 6——制动器支架
7——谐波减速器支架 8——谐波减速器组件
8a——输入连接轴 8b——输出连接轴
9——伺服电机 10——加速器
11——第一扭矩传感器 12——支撑轴承座
13——中间连接轴 14——第二扭矩传感器
15——磁粉制动器 16——联轴器
17——水平导轨 18——水平滑块
19——压板组件 19a——竖向固定块
19b——水平压持块 19c——锁紧螺丝
20——手摇移动装置 20a——摇柄安装座
20b——握持摇柄 21——缓冲装置
21a——竖向支撑块 21b——缓冲胶块。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。
如图1和图2所示，一种谐波减速器动态性能综合测试系统，包括有水平横向布置的底板1，底板1的上端侧装设有电机支架2、第一传感器支架3、轴承座支架4、第二传感器支架5、制动器支架6以及位于第一传感器支架3与轴承座支架4之间且用于支承谐波减速器组件8的谐波减速器支架7，电机支架2、第一传感器支架3、谐波减速器支架7、轴承座支架4、第二传感器支架5以及制动器支架6沿着底板1的长度方向依次间隔排布。
进一步的，电机支架2的上端部装设有伺服电机9以及位于伺服电机9的动力输出轴侧的加速器10，伺服电机9的动力输出轴与加速器10的动力输入端连接，第一传感器支架3的上端部装设有第一扭矩传感器11，轴承座支架4的上端部装设有支撑轴承座12，支撑轴承座12的中心孔内可相对转动地嵌装有中间连接轴13，第二传感器支架5的上端部装设有第二扭矩传感器14，制动器支架6的上端部装设有磁粉制动器15，加速器10的动力输出轴通过联轴器16与第一扭矩传感器11的输入轴连接，第一扭矩传感器11的输出轴通过联轴器16与谐波减速器组件8的输入连接轴8a连接，谐波减速器组件8的输出连接轴8b通过联轴器16与中间连接轴13的一端部连接，中间连接轴13的另一端部通过联轴器16与第二扭矩传感器14的输入轴连接，第二扭矩传感器14的输出轴通过联轴器16与磁粉制动器15的输入轴连接。
需进一步解释，如图3所示，本发明的伺服电机9通过相应的电机控制器来进行控制，磁粉制动器15通过相应的制动器控制器来进行控制；其中，电机控制器、制动器控制器、第一扭矩传感器11以及第二扭矩传感器14分别通过RS458方式与工业计算机之间实现通讯，工业计算机通过电机控制器来控制伺服电机9的转速，工业计算机通过制动器控制器来控制磁粉制动器15的制动负载。
在本发明工作过程中，第一扭矩传感器11用于实时采集谐波减速器组件8的输入连接轴8a的扭力和速度数据，第二扭矩传感器14用于实时采集谐波减速器组件8的输出连接轴8b的扭力和速度数据；下面结合具体的动作过程来对本发明进行详细地说明，具体为：按照谐波减速器组件8的安装要求安装谐波减速器组件8并将其安装在谐波减速器支架7上端部，打开工业计算机的软件系统并使伺服电机9通电，软件系统发出控制信号且伺服电机9开始转动，伺服电机9通过加速器10、第一扭矩传感器11以及输入连接轴8a而驱动谐波减速器组件8动作，谐波减速器组件8的输出连接轴8b通过中间连接轴13、第二扭矩传感器14而驱动磁粉制动器15动作，磁粉制动器15提供制动负载；在此过程中，第一扭矩传感器11、第二扭矩传感器14把采集到的数据不间断地发送到工业计算机的软件系统，软件系统最终显示测试结果。
需进一步指出，本发明可以对谐波减速器进行扭转刚度试验、磨合试验、效率和温升试验、超速超载试验、寿命试验、传动比等，测试项目多且综合性能优越。
综合上述情况可知，通过上述结构设计，本发明具有结构设计新颖、测试精度高、测试项目多、通用性好的优点。
作为优选的实施方式，如图1和图2所示，底板1的上表面装设有沿着底板1的长度方向延伸的水平导轨17，电机支架2、第一传感器支架3、谐波减速器支架7、轴承座支架4、第二传感器支架5以及制动器支架6的下端部对应水平导轨17分别装设有水平滑块18，各水平滑块18分别与水平导轨17相配合；底板1的上表面于水平导轨17的旁侧对应电机支架2、第一传感器支架3、谐波减速器支架7、第二传感器支架5以及制动器支架6分别装设有压板组件19。
需进一步解释，本发明的电机支架2、第一传感器支架3、谐波减速器支架7、轴承座支架4、第二传感器支架5以及制动器支架6通过水平滑块18安装于水平导轨17上，且通过水平滑块18与水平导轨17之间的配合，本发明能够保证电机支架2、第一传感器支架3、谐波减速器支架7、轴承座支架4、第二传感器支架5以及制动器支架6具有统一的中心高度，即有效地保证了各轴的同轴度。
另外，在将谐波减速器组件8安装于谐波减速器支架7上端部的过程中，需先将锁定轴承座支架4、第二扭矩传感器14支架以及制动器支架6的压板组件19松开，并朝背离第一传感器支架3侧移动轴承座支架4、第二扭矩传感器14支架以及制动器支架6以保证谐波减速器组件8具有足够的安装空间；待谐波减速器组件8安装完毕后，朝谐波减速器支架7侧推动轴承座支架4、第二扭矩传感器14支架以及制动器支架6并保证谐波减速器组件8的输出连接轴8b与中间连接轴13对接。
进一步的，各压板组件19分别包括有装设于底板1上表面且竖向延伸的竖向固定块19a，各竖向固定块19a的上端部分别配装有水平压持块19b，各水平压持块19b的中部通过锁紧螺丝19c螺装于底板1，各水平压持块19b的一端部分别朝下压紧相应的电机支架2、第一传感器支架3、谐波减速器支架7、第二传感器支架5以及制动器支架6的下端部，各水平压持块19b的另一端部分别朝下压紧相应的竖向固定块19a的上端部。当需要移动调节电机支架2、第一传感器支架3、谐波减速器支架7、轴承座支架4、第二传感器支架5以及制动器支架6时，只需将锁紧螺丝19c旋松并使得水平压持板放松即可。
为便于驱动轴承座支架4移动，本发明采用下述结构设计，具体为：轴承座支架4的下端部与底板1之间装设有手摇移动装置20，手摇移动装置20包括有装设于底板1上表面的摇柄安装座20a，摇柄安装座20a可相对转动地装设有握持摇柄20b以及驱动齿轮，握持摇柄20b与驱动齿轮同步转动，轴承座支架4的下端部对应驱动齿轮装设有沿着水平导轨17的长度方向延伸的驱动齿条，驱动齿轮与驱动齿条啮合。在移动轴承座支架4的过程中，工作人员只需旋动握持摇柄20b，握持摇柄20b带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动驱动齿条移动，进而驱动轴承座支架4移动。
作为优选的实施方式，为保证位于两端侧的电机支架2以及制动器支架6不退出水平导轨17，本发明采用下述结构设计，具体为：底板1于水平导轨17的两端部旁侧分别装设有缓冲装置21，各缓冲装置21分别包括有装设于底板1上表面且竖向延伸的竖向支撑块21a，各竖向支撑块21a的上端部于水平导轨17一侧分别装设有缓冲胶块21b。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (2)
1.一种谐波减速器动态性能综合测试系统，其特征在于：包括有水平横向布置的底板（1），底板（1）的上端侧装设有电机支架（2）、第一传感器支架（3）、轴承座支架（4）、第二传感器支架（5）、制动器支架（6）以及位于第一传感器支架（3）与轴承座支架（4）之间且用于支承谐波减速器组件（8）的谐波减速器支架（7），电机支架（2）、第一传感器支架（3）、谐波减速器支架（7）、轴承座支架（4）、第二传感器支架（5）以及制动器支架（6）沿着底板（1）的长度方向依次间隔排布；
电机支架（2）的上端部装设有伺服电机（9）以及位于伺服电机（9）的动力输出轴侧的加速器（10），伺服电机（9）的动力输出轴与加速器（10）的动力输入端连接，第一传感器支架（3）的上端部装设有第一扭矩传感器（11），轴承座支架（4）的上端部装设有支撑轴承座（12），支撑轴承座（12）的中心孔内可相对转动地嵌装有中间连接轴（13），第二传感器支架（5）的上端部装设有第二扭矩传感器（14），制动器支架（6）的上端部装设有磁粉制动器（15），加速器（10）的动力输出轴通过联轴器（16）与第一扭矩传感器（11）的输入轴连接，第一扭矩传感器（11）的输出轴通过联轴器（16）与谐波减速器组件（8）的输入连接轴（8a）连接，谐波减速器组件（8）的输出连接轴（8b）通过联轴器（16）与中间连接轴（13）的一端部连接，中间连接轴（13）的另一端部通过联轴器（16）与第二扭矩传感器（14）的输入轴连接，第二扭矩传感器（14）的输出轴通过联轴器（16）与磁粉制动器（15）的输入轴连接；
所述底板（1）的上表面装设有沿着底板（1）的长度方向延伸的水平导轨（17），所述电机支架（2）、所述第一传感器支架（3）、所述谐波减速器支架（7）、所述轴承座支架（4）、所述第二传感器支架（5）以及所述制动器支架（6）的下端部对应水平导轨（17）分别装设有水平滑块（18），各水平滑块（18）分别与水平导轨（17）相配合；底板（1）的上表面于水平导轨（17）的旁侧对应电机支架（2）、第一传感器支架（3）、谐波减速器支架（7）、第二传感器支架（5）以及制动器支架（6）分别装设有压板组件（19）；
各所述压板组件（19）分别包括有装设于所述底板（1）上表面且竖向延伸的竖向固定块（19a），各竖向固定块（19a）的上端部分别配装有水平压持块（19b），各水平压持块（19b）的中部通过锁紧螺丝（19c）螺装于底板（1），各水平压持块（19b）的一端部分别朝下压紧相应的所述电机支架（2）、所述第一传感器支架（3）、所述谐波减速器支架（7）、所述第二传感器支架（5）以及所述制动器支架（6）的下端部，各水平压持块（19b）的另一端部分别朝下压紧相应的竖向固定块（19a）的上端部；
所述轴承座支架（4）的下端部与所述底板（1）之间装设有手摇移动装置（20），手摇移动装置（20）包括有装设于底板（1）上表面的摇柄安装座（20a），摇柄安装座（20a）可相对转动地装设有握持摇柄（20b）以及驱动齿轮，握持摇柄（20b）与驱动齿轮同步转动，轴承座支架（4）的下端部对应驱动齿轮装设有沿着所述水平导轨（17）的长度方向延伸的驱动齿条，驱动齿轮与驱动齿条啮合；
伺服电机（9）通过相应的电机控制器来进行控制，磁粉制动器（15）通过相应的制动器控制器来进行控制，电机控制器、制动器控制器、第一扭矩传感器（11）以及第二扭矩传感器（14）分别通过RS458方式与工业计算机之间实现通讯，工业计算机通过电机控制器来控制伺服电机（ 9） 的转速，工业计算机通过制动器控制器来控制磁粉制动器（ 15） 的制动负载。
2.根据权利要求1所述的一种谐波减速器动态性能综合测试系统，其特征在于：所述底板（1）于所述水平导轨（17）的两端部旁侧分别装设有缓冲装置（21），各缓冲装置（21）分别包括有装设于底板（1）上表面且竖向延伸的竖向支撑块（21a），各竖向支撑块（21a）的上端部于水平导轨（17）一侧分别装设有缓冲胶块（21b）。
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