CN106679968A - 一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，包括高速端力矩封闭模块、姿态调节模块和低速端力矩封闭模块；低速端力矩封闭模块包括竖直设置的低速端力矩封闭筒，在低速端力矩封闭筒内从下至上依次设有加载电机、增力减速器、低速端转矩传感器、低速端圆光栅和减速器输出轴转接口；高速端力矩封闭模块包括竖直设置的高速端力矩封闭筒，在高速端力矩封闭筒内从上至下依次设有高速端转矩传感器、高速端圆光栅和减速器输入轴转接口；驱动电机的外壳和被测减速器的外壳通过高速端力矩封闭筒连接在一起，加载电机的外壳和被测减速器的外壳通过低速端力矩封闭筒连接在一起。本发明受外界因素影响较少，测量精度高。

Description

一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪

技术领域

本发明涉及一种精密减速器综合性能检测装置，特别是涉及一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪。

背景技术

精密减速器广泛应用于国民经济和国防工业的各个领域，随着工业自动化技术的发展，对减速器的性能指标要求也越来越高，特别是在机器人领域，减速器的传动效率、转速要求以及负载能力等严重影响着系统工作精度与使用寿命，因此对减速器的检测变的尤为重要。

机器人行业的发展以及减速器的逐步国产化，对减速器的检测设备要求和需求也越来越高。而目前国内高精度减速器检测系统普遍采用多级零部件串联布置的卧式结构，减速器的被检测扭矩可达数千牛顿·米，高扭矩要求给减速器的检测带来很大挑战，检测设备在大扭矩的影响下会发生扭曲变形，严重影响检测精度。在大扭矩、高转速情况下检测设备结构刚度不足，变形误差容易传递、叠加乃至放大，变形量被引入检测结果中，目前还尚未提出一种有效的方法解决这一问题。国内现有仪器检测系统往往以单个传感器精度替代仪器综合测量精度，实际上现有测量系统的测量精度由于受检测设备结构变形的影响，不但与各传感器本身的精度有关，而且与检测设备的变形有关，只有检测设备的结构在大扭矩作用下不变形，才能将单个传感器的精度作为测量系统的精度指标。

随着使用要求的提高，减速器的结构形式也变得多种多样，常见的结构是输入轴与输出轴同轴布置，有一些场合需要减速器的输入轴与输出轴不同轴而是平行或成角度布置，现有减速器的检测设备大都针对同轴布置的减速器，对不同轴的结构形式无法检测或者需要付出很大代价才能完成。

因此，提出一种有效的方法，解决精密减速器综合检测问题，提高减速器性能和可靠性，促进国产减速器的发展和市场占有率，使国产减速器的综合性能达到国外产品相近水平，替代国外同类产品，具有重大意义。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，该检测仪受外界因素影响较少，测量精度高，并能够降低系统测量精度的溯源难度和误差补偿的难度，同时解决了输入和输出不同轴减速器的检测问题。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，包括高速端力矩封闭模块、姿态调节模块和低速端力矩封闭模块；所述低速端力矩封闭模块包括竖直设置的低速端力矩封闭筒，在所述低速端力矩封闭筒的底部设有外翻支承座，在所述低速端力矩封闭筒内从下至上依次设有加载电机、增力减速器、低速端转矩传感器、低速端圆光栅和减速器输出轴转接口，所述加载电机的输出轴与所述增力减速器的输入轴连接，所述增力减速器的输出轴与所述低速端转矩传感器的输入轴连接，所述低速端转矩传感器的输出轴与所述低速端圆光栅的输入轴连接，所述低速端圆光栅的输出轴与所述减速器输出轴转接口的下口连接，所述加载电机和所述低速端转矩传感器外壳与所述低速端力矩封闭筒固接；所述高速端力矩封闭模块包括竖直设置的高速端力矩封闭筒，在所述高速端力矩封闭筒内从上至下依次设有高速端转矩传感器、高速端圆光栅和减速器输入轴转接口，所述高速端转矩传感器的输入轴与所述驱动电机连接，所述驱动电机的外壳固接在所述高速端力矩封闭筒的顶部，所述高速端转矩传感器的输出轴与所述高速端圆光栅的输入轴连接，所述高速端圆光栅的输出轴与所述减速器输入轴转接口的上口连接，所述高速端转矩传感器和所述高速端圆光栅外壳与所述高速端力矩封闭筒固接；所述高速端力矩封闭筒的底部和所述低速端力矩封闭筒的顶部通过被测减速器的外壳连接在一起，所述驱动电机的外壳和被测减速器的外壳通过所述高速端力矩封闭筒连接在一起，所述加载电机的外壳和被测减速器的外壳通过所述低速端力矩封闭筒连接在一起；所述姿态调节模块包括立柱、水平导轨及配合在其内侧的水平滑块和转台，所述转台的旋转轴与所述高速端力矩封闭筒的中心线垂直，所述立柱固接在所述低速端力矩封闭筒的顶部，在所述立柱内侧设有竖直滑道，在所述水平导轨的外侧设有与所述竖直滑道配合的竖直滑块，所述转台安装在所述水平滑块的内侧面上，所述转台与所述高速端力矩封闭筒固接。

所述低速端力矩封闭筒和所述高速端力矩封闭筒中心轴线重合。

所述低速端力矩封闭筒和所述高速端力矩封闭筒横截面为圆形。

该检测仪还包括减速器外壳转接盘，所述减速器外壳转接盘套装在被测减速器的外壳上，二者固接，所述减速器外壳转接盘固接在所述低速端力矩封闭筒的顶部和所述高速端力矩封闭筒的底部之间。

该检测仪还包括设置在被测减速器上的振动传感器和第二温度传感器，在所述驱动电机和所述加载电机上各设有一个第一温度传感器。

本发明具有的优点和积极效果是：通过高速端力矩封闭筒将驱动电机外壳与被测减速器外壳连在一起，驱动电机的输出轴与被测减速器输入轴连接，驱动电机的输出转矩作用到被测减速器的输入轴上，它的反作用转矩经过被测减速器的外壳传递到高速端力矩封闭筒，后经驱动电机外壳与驱动电机的输出转矩构成封闭力矩，实现力矩平衡，同理在负载电机一侧，也会形成一个力矩封闭环，整机结构保证系统作用有两个力矩封闭环，能够各自抵消力矩，力矩封闭筒的设计，减小了支撑结构对检测仪工作力矩的影响，工作力矩被屏蔽在力矩封闭筒内，受外界因素的影响较少，进而保证了测量精度；此外，在体积相同的情况下，筒状结构抵抗扭转变形的能力最强，因此采用筒状外壳能够有效减小外壳变形，进而解决机械变形对测量精度的影响；筒状结构使变形规律简单，降低系统测量精度溯源和误差补偿的难度，所以本发明解决了大扭矩作用下机械变形对测量精度的影响。同时通过采用姿态调节模块调节高速端力矩封闭模块的姿态，解决了输入和输出不同轴减速器的检测问题。测量系统采用立式结构，各部件自重沿轴向方向，不会产生附加弯曲载荷，此外，筒状结构，方便内部构件沿周向对称固定，并且不会改变筒状结构的力学性能。

附图说明

图1为本发明检测输入轴与输出轴同轴或平行的被测减速器的结构示意图；

图2为本发明检测输入轴与输出轴成角度的被测减速器的结构示意图。

图中：1、驱动电机，2、高速端力矩封闭筒，3、高速端转矩传感器，4、高速端圆光栅，5、减速器输入轴转接口，6、减速器外壳转接盘，7、减速器输出轴转接口，8、低速端圆光栅，9、低速端转矩传感器，10、增力减速器，11、加载电机，12、第一温度传感器，13、支撑座，14、低速端力矩封闭筒，15、被测减速器，16、第二温度传感器，17、振动传感器，18、转台，19、水平滑块，20、水平导轨，21、立柱。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图2，一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，包括高速端力矩封闭模块、姿态调节模块和低速端力矩封闭模块。

所述低速端力矩封闭模块包括竖直设置的低速端力矩封闭筒14，在所述低速端力矩封闭筒14的底部设有外翻支承座13，在所述低速端力矩封闭筒14内从下至上依次设有加载电机11、增力减速器10、低速端转矩传感器9、低速端圆光栅8和减速器输出轴转接口7，所述加载电机11的输出轴与所述增力减速器10的输入轴连接，所述增力减速器10的输出轴与所述低速端转矩传感器9的输入轴连接，所述低速端转矩传感器9的输出轴与所述低速端圆光栅8的输入轴连接，所述低速端圆光栅8的输出轴与所述减速器输出轴转接口7的下口连接，所述加载电机11和所述低速端转矩传感器9的外壳与所述低速端力矩封闭筒14固接。

所述高速端力矩封闭模块包括竖直设置的高速端力矩封闭筒2，在所述高速端力矩封闭筒2内从上至下依次设有驱动电机1、高速端转矩传感器3、高速端圆光栅4和减速器输入轴转接口5，所述高速端转矩传感器3的输入轴与所述驱动电机1连接，所述驱动电机1的外壳固接在所述高速端力矩封闭筒2的顶部，所述高速端转矩传感器3的输出轴与所述高速端圆光栅4的输入轴连接，所述高速端圆光栅4的输出轴与所述减速器输入轴转接口5的上口连接，所述高速端转矩传感器3和所述高速端圆光栅4外壳与所述高速端力矩封闭筒2固接。

所述高速端力矩封闭筒2的底部和所述低速端力矩封闭筒14的顶部通过被测减速器15的外壳连接在一起，所述驱动电机1的外壳和被测减速器15的外壳通过所述高速端力矩封闭筒2连接在一起，所述加载电机11的外壳和被测减速器15的外壳通过所述低速端力矩封闭筒14连接在一起。

所述姿态调节模块包括立柱21、水平导轨20及配合在其内侧的水平滑块19和转台18，所述转台18的旋转轴与所述高速端力矩封闭筒2的中心线垂直，所述立柱21固接在所述低速端力矩封闭筒14的顶部，在所述立柱21内侧设有竖直滑道，在所述水平导轨20的外侧设有与所述竖直滑道配合的竖直滑块，所述转台18安装在所述水平滑块19的内侧面上，所述转台18与所述高速端力矩封闭筒2固接。

在本实施例中，所述低速端力矩封闭筒14和所述高速端力矩封闭筒2中心轴线重合，能够使筒状外壳力学性能更优。所述低速端力矩封闭筒14和所述高速端力矩封闭筒2横截面为圆形，使筒状外壳抵抗扭曲变形的能力更强。该检测仪还包括减速器外壳转接盘6，所述减速器外壳转接盘6套装在被测减速器15的外壳上，二者固接，所述减速器外壳转接盘6固接在所述低速端力矩封闭筒14的顶部和所述高速端力矩封闭筒2的底部之间。该结构能够使减速器外壳与所述低速端力矩封闭筒14和所述高速端力矩封闭筒2形成有效连接。在本实施例中，该检测仪还包括设置在被测减速器上的振动传感器17和第二温度传感器16，在所述驱动电机1和所述加载电机11上各设有一个第一温度传感器12。

本发明的使用方法：

一)将被测减速器输出轴固定在减速器输出轴转接口的上口上，

二)将被测减速器的外壳与所述低速端力矩封闭筒顶部固接，

如果需用减速器外壳转接盘，将减速器外壳转接盘套在被测减速器的外壳上，并将二者固接在一起，然后将减速器外壳转接盘与所述低速端力矩封闭筒顶部固接，

如果不需要减速器外壳转接盘，就直接将被测减速器的外壳与所述低速端力矩封闭筒顶部固接；

三)采用所述的姿态调节模块调节所述高速端力矩封闭模块的姿态，然后将所述所述减速器输入轴转接口与被测减速器输入轴同轴连接；

四)将被测减速器的外壳与所述高速端力矩封闭筒底部固接，

如果被测减速器的外壳上套装有减速器外壳转接盘，将减速器外壳转接盘与所述高速端力矩封闭筒底部固接，

如果被测减速器的外壳上没有减速器外壳转接盘，就直接将被测减速器的外壳与所述高速端力矩封闭筒底部固接；

五)然后启动检测仪开始检测。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，其特征在于，包括高速端力矩封闭模块、姿态调节模块和低速端力矩封闭模块；

所述低速端力矩封闭模块包括竖直设置的低速端力矩封闭筒，在所述低速端力矩封闭筒的底部设有外翻支承座，在所述低速端力矩封闭筒内从下至上依次设有加载电机、增力减速器、低速端转矩传感器、低速端圆光栅和减速器输出轴转接口，所述加载电机的输出轴与所述增力减速器的输入轴连接，所述增力减速器的输出轴与所述低速端转矩传感器的输入轴连接，所述低速端转矩传感器的输出轴与所述低速端圆光栅的输入轴连接，所述低速端圆光栅的输出轴与所述减速器输出轴转接口的下口连接，所述加载电机和所述低速端转矩传感器外壳与所述低速端力矩封闭筒固接；

所述高速端力矩封闭模块包括竖直设置的高速端力矩封闭筒，在所述高速端力矩封闭筒内从上至下依次设有高速端转矩传感器、高速端圆光栅和减速器输入轴转接口，所述高速端转矩传感器的输入轴与所述驱动电机连接，所述驱动电机的外壳固接在所述高速端力矩封闭筒的顶部，所述高速端转矩传感器的输出轴与所述高速端圆光栅的输入轴连接，所述高速端圆光栅的输出轴与所述减速器输入轴转接口的上口连接，所述高速端转矩传感器和所述高速端圆光栅外壳与所述高速端力矩封闭筒固接；

所述高速端力矩封闭筒的底部和所述低速端力矩封闭筒的顶部通过被测减速器的外壳连接在一起，所述驱动电机的外壳和被测减速器的外壳通过所述高速端力矩封闭筒连接在一起，所述加载电机的外壳和被测减速器的外壳通过所述低速端力矩封闭筒连接在一起；

所述姿态调节模块包括立柱、水平导轨及配合在其内侧的水平滑块和转台，所述转台的旋转轴与所述高速端力矩封闭筒的中心线垂直，所述立柱固接在所述低速端力矩封闭筒的顶部，在所述立柱内侧设有竖直滑道，在所述水平导轨的外侧设有与所述竖直滑道配合的竖直滑块，所述转台安装在所述水平滑块的内侧面上，所述转台与所述高速端力矩封闭筒固接。

2.根据权利要求1所述的精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，其特征在于，所述低速端力矩封闭筒和所述高速端力矩封闭筒中心轴线重合。

3.根据权利要求1所述的精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，其特征在于，所述低速端力矩封闭筒和所述高速端力矩封闭筒横截面为圆形。

4.根据权利要求1所述的精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，其特征在于，该检测仪还包括减速器外壳转接盘，所述减速器外壳转接盘套装在被测减速器的外壳上，二者固接，所述减速器外壳转接盘固接在所述低速端力矩封闭筒的顶部和所述高速端力矩封闭筒的底部之间。

5.根据权利要求1所述的精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪，其特征在于，该检测仪还包括设置在被测减速器上的振动传感器和第二温度传感器，在所述驱动电机和所述加载电机上各设有一个第一温度传感器。