CN106124199A - 精密减速器静态性能测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供精密减速器静态性能测试装置及其测试方法，涉及减速器测试技术领域。包括底板、减速器固定座和轴承座，减速器固定座和轴承座固定于底板上，待测减速器设置在减速器固定座中，输出轴同轴安装在待测减速器的输出法兰上，输出轴设置于轴承座上，位移杆的一端与输出轴固定连接，位移杆的另一端与位移传感器的接头相连，位移传感器设置于减速器固定座的一侧，力矩杆的一端与输出轴固定连接，力矩杆的另一端与称重传感器的接头相连，称重传感器设置于减速器固定座的另一侧，称重传感器连接丝杠机构，丝杠机构固定于底板上。本发明提供一种精度可调、加载力矩可调的测试装置，结构简单，操作方便，并将测试数据直接输入PC处理系统，结果直观。

Description

精密减速器静态性能测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及减速器测试技术领域，具体涉及精密减速器静态性能测试装置及其测试方法。

背景技术

随着我国老龄化人口的到来，劳动力成本不断增高。工业机器人以越来越广泛地应用于工业生产中，尤其是汽车行业。目前，常见的工业机器人有焊接机器人、码垛机器人、装配机器人等，各类机器人的共同特点是要求重复定位精度高。精密减速器作为工业机器人关节零部件，其静态性能指标，如减速器刚度性能、回差性能等是衡量减速器品质的关键参数，直接决定了工业机器人的动作精准度。

传统的减速器静态性能测试装置的扭矩加载机构多采用杠杆-砝码加载式，对于输出扭矩较大的减速器，需要配置“重型”砝码，不易实现；测量转角采用光栅传感器和编码器采集数据，结构复杂，测量精度低，费用昂贵。

中国专利“一种基于激光测量的机器人关节减速器倾覆刚度测试系统”(申请号201520872721.1)，该装置包括底座、减速器、加载力臂、激光发射器以及高度尺，底座上安装减速器，减速器包括减速器壳体、减速器输出端，减速器输出端与输出转接板相连，转接板上端设有加载力臂，加载力臂一端设有重锤，加载力臂上端固定连接第一镜架转接板，第一镜架转接板上设有激光发射器。该装置测量减速器的刚度性能的扭矩加载机构多采用杠杆-砝码加载方式，对于输出扭矩较大的减速器，需要配置“重型”砝码，不易实现；

中国专利“减速器测试设备”(申请号201310739940.8)，该设备包括支撑平台以及设置在支撑平台上的伺服电机、输入转轮、输出转轮、负载设备以及角度传感器，其中伺服电机的输出轴与输入转轮的相对设置的第一侧轴和第二侧轴中的一个连接，以驱动输入转轮绕由第一侧轴和第二侧轴定义的第一转轴转动，待测减速器与角度传感器分别连接输出转轮的相对设置的第三侧轴与第四侧轴，输出转轮与输入转轮啮合，进而绕由第三侧轴与第四侧轴所定义的且平行于第一转轴的第二转轴同步转动，角度传感器用于获得待测减速器的转矩角。该装置测试减速器的回差性能，结构复杂、操作不便、费用昂贵。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种精度可调、加载力矩可调、结构简单、操作方便，并将测试数据直接输入PC处理系统，结果直观的精密减速器静态性能测试装置及其测试方法。

本发明采用的技术方案为：

精密减速器静态性能测试装置，包括底板、待测减速器、减速器固定座、输出轴、轴承座、位移杆、位移传感器、力矩杆、称重传感器和丝杠机构，所述减速器固定座和所述轴承座固定于所述底板上，所述待测减速器设置在减速器固定座中，所述输出轴同轴安装在待测减速器的输出法兰上，所述输出轴设置于轴承座上，所述位移杆的一端与输出轴固定连接，位移杆的另一端与所述位移传感器的接头相连，所述位移传感器设置于减速器固定座的一侧，所述力矩杆的一端与输出轴固定连接，力矩杆的另一端与所述称重传感器的接头相连，所述称重传感器设置于减速器固定座的另一侧，所述称重传感器连接丝杠机构，所述丝杠机构固定于底板上，本发明采用测量位移转化角度值，根据实际测试需求调节位移杆的长度，可以得到不同的测试精度。

优选的，所述减速器固定座上开有圆形通孔，所述待测减速器上设置有减速器转换套，所述减速器转换套上同轴连接有减速器连接套，所述减速器连接套同轴连接在减速器固定座的圆形通孔上，更换对应的减速器转换套可以实现不同型号减速器的测试。

优选的，所述待测减速器输入轴上还设置有输入轴止转压环和输入轴止转套，所述输入轴止转压环和输入轴止转套固连在所述减速器固定座上，所述输入轴止转压环与输入轴止转套通过螺钉连接，所述输入轴止转套与减速器输入轴通过键连接，本发明在待测减速器的输入轴上安装可调节的止转装置，实现减速器在不同啮合状态下的测试，结构简单、操作方便，容易制造。

优选的，所述丝杠机构包括滑槽、丝杠、滑块和丝杠六方头，所述滑槽垂直设置于底板上，所述滑槽内设置有竖直方向的丝杠，所述丝杠通过滑槽顶端外的丝杠六方头固定在滑槽内，所述丝杠上设置有滑块，所述滑块沿丝杠自由滑动，所述滑块连接称重传感器，本发明的加载系统采用丝杠滑块机构对输出轴施加转矩，通过滑块和力矩杆之间的称重传感器采集数据，加载范围大，加载均匀，数据采集方便。

优选的，还包括测试系统，所述测试系统包括信号采集变送卡和PC软件处理系统，所述位移传感器与称重传感器连接信号采集变送卡，信号采集变送卡连接PC软件处理系统，所述连接为有线连接或无线连接，本发明将称重传感器和位移传感器的数据直接输出到信号采集变送卡，经过PC软件处理系统进行数据处理，直接得出减速器的刚度曲线和空程值，实现了自动采集数据和分析。

精密减速器静态性能测试装置的测试方法：所述输出轴上安装的位移杆将输出轴的转动量通过所述位移传感器输出到信号采集变送卡，所述丝杠机构带动力矩杆转动，所述力矩杆连接的称重传感器将输出轴所受转矩值也输出到信号采集变送卡，经过PC软件处理后，得出减速器的刚度曲线和空程值。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果为：

1)传统的测试台将输入轴固定，只能测试减速器单个状态下的结果。本发明在待测减速器的输入轴上安装可调节的止转装置，实现减速器在不同啮合状态下的测试，结构简单、操作方便，容易制造。

2)传统的测试台使用联轴器将减速器的输出轴与加载力矩轴连接。本发明中样机的安装、加载力矩的安装都以样机回转中心作为基准，定位精度高。

3)传统的测试台力矩加载多采用杠杆-砝码，不能实现高负载测试。本发明的加载系统采用丝杠滑块机构对输出轴施加转矩，通过滑块和力矩杆之间的称重传感器采集数据，加载范围大，加载均匀，数据采集方便。

4)传统的测试台输出转角取值采用角度传感器，但角度传感器测量精度低，无法满足的高精密减速器的测试需求。本发明采用测量位移转化角度值，根据实际测试需求调节位移杆的长度，可以得到不同的测试精度。

5)本发明将称重传感器和位移传感器的数据直接输出到信号采集变送卡，经过PC软件处理系统进行数据处理，直接得出减速器的刚度曲线和空程值，实现了自动采集数据和分析。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明精密减速器静态性能测试装置的结构示意图；

图2为本发明精密减速器静态性能测试装置的主视图；

图3为图2的剖视图；

图4为本发明精密减速器静态性能测试装置的测试系统示意图。

图中标记为：1、底板；2、减速器固定座；3、轴承座；4、滑槽；5、丝杠；6、滑块；7、称重传感器；8、丝杠六方头；9、力矩杆；10、位移杆；11、位移传感器；12、输入轴止转套；13、输入轴止转压环；14、待测减速器；15、减速器转换套；16、连接套；17、输出轴；18、丝杠机构；19、测试系统；20、信号采集变送卡；21、PC软件处理系统。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的优选实施方式。

如图1-4所示，本发明的精密减速器静态性能测试装置，包括底板1、待测减速器14、减速器固定座2、输出轴17、轴承座3、位移杆10、位移传感器11、力矩杆9、称重传感器7和丝杠机构18，减速器固定座2和轴承座3固定于底板1上，待测减速器14设置在减速器固定座2中，输出轴17同轴安装在待测减速器14的输出法兰上，输出轴17设置于轴承座3上，位移杆10的一端与输出轴17固定连接，位移杆10的另一端与位移传感器11的接头相连，位移传感器11设置于减速器固定座2的一侧，力矩杆9的一端与输出轴17固定连接，力矩杆9的另一端与称重传感器7的接头相连，称重传感器7设置于减速器固定座2的另一侧，称重传感器7连接丝杠机构18，丝杠机构18固定于底板1上，本发明采用测量位移转化角度值，根据实际测试需求调节位移杆10的长度，可以得到不同的测试精度。

减速器固定座2上开有圆形通孔，待测减速器14上设置有减速器转换套15，减速器转换套15上同轴连接有减速器连接套16，减速器连接套16同轴连接在减速器固定座2的圆形通孔上，更换对应的减速器转换套15可以实现不同型号减速器的测试。

待测减速器14输入轴上还设置有输入轴止转压环13和输入轴止转套12，输入轴止转压环13和输入轴止转套12固连在减速器固定座2上，输入轴止转压环13与输入轴止转套12通过螺钉连接，输入轴止转套12与减速器输入轴通过键连接，本发明在待测减速器14的输入轴上安装可调节的止转装置，实现待测减速器14在不同啮合状态下的测试，结构简单、操作方便，容易制造。

丝杠机构18包括滑槽4、丝杠5、滑块6和丝杠六方头8，滑槽4垂直设置于底板1上，滑槽4内设置有竖直方向的丝杠5，丝杠5通过滑槽4顶端外的丝杠六方头8固定在滑槽4内，丝杠5上设置有滑块6，滑块6沿丝杠5自由滑动，滑块6连接称重传感器7，本发明的加载系统采用丝杠机构18对输出轴17施加转矩，通过滑块6和力矩杆9之间的称重传感器7采集数据，加载范围大，加载均匀，数据采集方便。

还包括测试系统19，所述测试系统9包括信号采集变送卡20和PC软件处理系统21，所述位移传感器11与称重传感器7连接信号采集变送卡20，信号采集变送卡20连接PC软件处理系统21，所述连接为有线连接或无线连接，本发明将称重传感器7和位移传感器11的数据直接输出到信号采集变送卡20，经过PC软件处理系统21进行数据处理，直接得出待测减速器14的刚度曲线和空程值，实现了自动采集数据和分析。

本发明精密减速器静态性能测试装置的测试方法是：输出轴17上安装的位移杆10将输出轴17的转动量通过位移传感器11输出到信号采集变送卡19，丝杠机构18带动力矩杆9转动，力矩杆9连接的称重传感器7将输出轴17所受转矩值也输出到信号采集变送卡19，经过PC软件处理系统20处理后，得出减速器的刚度曲线和空程值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.精密减速器静态性能测试装置，其特征在于：包括底板、待测减速器、减速器固定座、输出轴、轴承座、位移杆、位移传感器、力矩杆、称重传感器和丝杠机构，所述减速器固定座和所述轴承座固定于所述底板上，所述待测减速器设置在减速器固定座中，所述输出轴同轴安装在待测减速器的输出法兰上，所述输出轴设置于轴承座上，所述位移杆的一端与输出轴固定连接，位移杆的另一端与所述位移传感器的接头相连，所述位移传感器设置于减速器固定座的一侧，所述力矩杆的一端与输出轴固定连接，力矩杆的另一端与所述称重传感器的接头相连，所述称重传感器设置于减速器固定座的另一侧，所述称重传感器连接丝杠机构，所述丝杠机构固定于底板上。

2.根据权利要求1所述的精密减速器静态性能测试装置，其特征在于：所述减速器固定座上开有圆形通孔，所述待测减速器上设置有减速器转换套，所述减速器转换套上同轴连接有减速器连接套，所述减速器连接套同轴连接在减速器固定座的圆形通孔上。

3.根据权利要求1所述的精密减速器静态性能测试装置，其特征在于：所述待测减速器输入轴上还设置有输入轴止转压环和输入轴止转套，所述输入轴止转压环和输入轴止转套固连在所述减速器固定座上，所述输入轴止转压环与输入轴止转套通过螺钉连接，所述输入轴止转套与减速器输入轴通过键连接。

4.根据权利要求1所述的精密减速器静态性能测试装置，其特征在于：所述丝杠机构包括滑槽、丝杠、滑块和丝杠六方头，所述滑槽垂直设置于底板上，所述滑槽内设置有竖直方向的丝杠，所述丝杠通过滑槽顶端外的丝杠六方头固定在滑槽内，所述丝杠上设置有滑块，所述滑块沿丝杠自由滑动，所述滑块连接称重传感器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的精密减速器静态性能测试装置，其特征在于：还包括测试系统，所述测试系统包括信号采集变送卡和PC软件处理系统，所述位移传感器与称重传感器连接信号采集变送卡，信号采集变送卡连接PC软件处理系统，所述连接为有线连接或无线连接。

6.一种根据权利要求1所述的精密减速器静态性能测试装置的测试方法，其特征在于：所述输出轴上安装的位移杆将输出轴的转动量通过所述位移传感器输出到信号采集变送卡，所述丝杠机构带动力矩杆转动，所述力矩杆连接的称重传感器将输出轴所受转矩值也输出到信号采集变送卡，经过PC软件处理后，得出减速器的刚度曲线和空程值。