CN107271179B - 一种往复旋转减速机综合性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种往复旋转减速机综合性能测试装置，包括机架、伺服电机、输入端转矩转数传感器、提拉机构、制动器、数据采集箱以及输出端测试机构，机架包括底座和两根导柱，两根导柱之间由上至下依次设置有顶梁、中梁、移动梁和下梁，伺服电机固定设置在移动梁上，输入端转矩转数传感器的输入端通过联轴器Ⅰ与伺服电机连接，中梁上设置有用于安装待测减速机的安装法兰；输出端测试机构包括主轴套、圆钢栅尺组件、圆钢栅尺座和输出端转矩转数传感器，本发明的测试装置，结构合理、测试精度和效率较高，适应范围大，测试项目全，测试成本低，测试过程可以模拟实际工况、操作简单。

Description

一种往复旋转减速机综合性能测试装置

技术领域

本发明涉及减速机性能测试技术领域，具体涉及一种往复旋转减速机综合性能测试装置。

背景技术

减速机产品性能试验测试仪是一种对减速器的各项性能指标评定的检测设备，使用它的目的是对减速机的转速、转矩，功率、效率、减速比、温升、噪声、震动等各项指标测试评定。常规的减速机产品性能试验测试仪一般由源动力电机、输入端转矩转速传感器、输出端转矩转速传感器、制动器、转矩转速功率测量仪、计算机、测试软件组成。

往复旋转减速器产品作为机械传动的重要部件，被广泛应用于机器人、汽车、机床等行业，常见的往复旋转减速器产品有RV系列减速机、行星减速机、谐波减速机和一些特种减速机等。这类减速机除了要求转速、转矩，功率、效率、减速比、温升、噪声、震动等各项性能指标外，还要求准确测量扭转刚度、空程、齿隙、角度传递误差、负载运行转矩、增速启动转矩、负载重复定位精度各项性能指标。而这些性能指标中扭转刚度、空程、齿隙是需要在静止状态下测量，角度传递误差、负载运行转矩、增速启动转矩、负载重复定位精度是需要在运动状态下测量。

现有减速器试验测试仪，它是一种动态试验测量装置。只能单方向连续旋转，无法实现往复旋转过程中的动态和静态测量。存在着测试精度和效率较低，适应范围小，测试项目不全，要想全面完成上述性能指标需要多台测试设备，测试成本高，测试过程无法模拟实际工况,测试过程中安装、调整、操作复杂的不足。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种往复旋转减速机综合性能测试装置，结构合理、测试精度和效率较高，适应范围大，测试项目全，测试成本低，测试过程可以模拟实际工况、操作简单。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种往复旋转减速机综合性能测试装置，包括机架、伺服电机、输入端转矩转数传感器、用于实现伺服电机和输入端转矩转数传感器升降的提拉机构、制动器、数据采集箱以及输出端测试机构；

所述机架包括底座以及垂直设置在底座上的两根导柱，两根导柱之间由上至下依次设置有顶梁、中梁和下梁，中梁和顶梁之间设置有移动梁，移动梁的两端分别与两个导柱滑动连接，移动梁可在提拉机构的驱动下进行升降；所述伺服电机固定设置在移动梁上，输入端转矩转数传感器的输入端通过联轴器Ⅰ与伺服电机连接，输入端转矩转数传感器的输出端连接有联轴器Ⅱ，联轴器Ⅱ的输出端为减速机对接端，所述中梁上设置有用于安装待测减速机的安装法兰；

所述输出端测试机构包括主轴套、圆钢栅尺组件、圆钢栅尺座和输出端转矩转数传感器，主轴套固定设置在下梁上，圆钢栅尺座通过轴承Ⅰ和轴承Ⅱ设置在主轴套的上部，圆钢栅尺组件包括检测头和圆钢栅尺，圆钢栅尺固定套设在圆钢栅尺座上，检测头固定在主轴套上，圆钢栅尺座上端具有可与减速机连接盘对接的键槽，所述输出端转矩转数传感器固定设置在下梁上，并位于主轴套内的下部，输出端转矩转数传感器的输入轴具有可与减速机连接盘对接的键槽，输出端转矩转数传感器的输出轴通过联轴器Ⅲ与设置在底座上的制动器连接；

所述圆钢栅尺、输入端转矩转数传感器、输出端转矩转数传感器、伺服电机以及制动器之间均同轴设置，且分别与数据采集箱电连接。

作为本发明一种往复旋转减速机综合性能测试装置的进一步优化：所述提拉机构包括导轮、滑轮、配重块和锁紧组件，移动梁的两端分别通过导轮与导柱之间滑动连接，滑轮设置在顶梁上，移动梁通过吊环连接有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过滑轮与配重块连接，锁紧组件可实现移动梁与导柱之间锁紧。

作为本发明一种往复旋转减速机综合性能测试装置的进一步优化：所述测试装置还包括温度传感器和震动噪声传感器，温度传感器和震动噪声传感器均与数据采集箱电连接。

作为本发明一种往复旋转减速机综合性能测试装置的进一步优化：所述测试装置还包括运动控制箱，运动控制箱和数据采集箱分别设置在主轴套两侧的下梁上，运动控制箱与伺服电机电连接。

作为本发明一种往复旋转减速机综合性能测试装置的进一步优化：所述主轴套的顶部还设置有压盖，轴承Ⅰ通过轴承套与主轴套连接，压盖固定在轴承套上。

作为本发明一种往复旋转减速机综合性能测试装置的进一步优化：所述轴承套内壁为台阶面，轴承Ⅰ设置在轴承套的台阶上，轴承套下端与圆钢栅尺座之间设置有密封圈。

作为本发明一种往复旋转减速机综合性能测试装置的进一步优化：所述联轴器Ⅰ、联轴器Ⅱ和联轴器Ⅲ均为零背隙传动。

作为本发明一种往复旋转减速机综合性能测试装置的进一步优化：所述联轴器Ⅰ和联轴器Ⅱ均为膜片式联轴器。

有益效果

1、本发明的减速机综合性能测试装置为立式结构，结构简单、占地面积小，减小了设备各零、部件重量对试验测试结果的影响，整台测试装置对测量精度的影响相对固定，便于剔除。

2、本发明的减速机综合性能测试装置，只需将待测减速机安装在定位法兰上，然后将移动梁下移到适当位置，输入端转矩转数传感器通过联轴器与减速机有效连接，锁紧移动梁即可，使测试过程中的安装、调试变得简单、方便。

3、本发明的减速机综合性能测试装置，源动力电机采用伺服电机，通过运动控制箱的控制软件方便地实现任意转速下往复旋转、单项旋转、变速、匀速、点动、急停运动和模拟实际工况。

4、本发明的减速机综合性能测试装置，采用的圆钢栅尺组件安装在圆钢栅尺座上，通过两个轴承定位在主轴套内，与输入端转矩转数传感器、输出端转矩转数传感器、减速机、伺服电机、制动器在同一轴线上的安装方式，使测量数据稳定、测试精度较高，各测量数据容易复现。

5、本发明的减速机综合性能测试装置，数据采集箱通过测试软件实时采集圆钢栅尺、输入端转矩转数传感器、输出端转矩转数传感器、伺服电机、制动器、温度传感器、震动噪声传感器的数据，传输给计算机自动进行数据处理、绘制曲线，得到转速、转矩，功率、效率、减速比、温升、噪声、震动、扭转刚度、空程、齿隙、角度传递误差、负载运行转矩、增速启动转矩、急停转矩、负载重复定位精度各项性能指标。

附图说明

图1为本发明减速机综合性能测试装置的结构示意图；

图2为本发明减速机综合性能测试装置中输出端测试机构的局部放大结构示意图；

图中标记：1、底座，2、导柱，3、制动器，4、下梁，5、中梁，6、移动梁，7、导轮，8、吊环，9、锁紧组件，10、钢丝绳，11、顶梁，12、螺母，13、滑轮，14、配重块，15、伺服电机，16、联轴器Ⅰ，17、输入端转矩转数传感器，18、联轴器Ⅱ，19、减速机，20、安装法兰，21、减速机连接盘，22、压盖，23、轴承Ⅰ，24、轴承套，25、密封圈，26、圆钢栅尺座，27、圆钢栅尺组件，28、轴承Ⅱ，29、主轴套，30、数据采集箱，31、输出端转矩转数传感器，32、联轴器Ⅲ，33、运动控制箱。

具体实施方式

如图所示：一种往复旋转减速机综合性能测试装置，包括机架、伺服电机15、输入端转矩转数传感器17、用于实现伺服电机15和输入端转矩转数传感器17升降的提拉机构、制动器3、数据采集箱30以及输出端测试机构；

所述机架包括底座1以及垂直设置在底座1上的两根导柱2，两根导柱2之间由上至下依次设置有顶梁11、中梁5和下梁4，顶梁11与导柱2之前通过螺母12固定连接，中梁5和顶梁11之间设置有移动梁6，移动梁6的两端分别与两个导柱2滑动连接，移动梁6可在提拉机构的驱动下进行升降；所述提拉机构包括导轮7、滑轮13、配重块14和锁紧组件9，移动梁6的两端分别通过导轮7与导柱2之间滑动连接，滑轮13设置在顶梁11上，移动梁6通过吊环8连接有钢丝绳10，钢丝绳10的另一端绕过滑轮13与配重块14连接，锁紧组件9可实现移动梁6与导柱2之间锁紧。所述伺服电机15固定设置在移动梁6上测试装置还包括运动控制箱33，运动控制箱33和数据采集箱30分别设置在主轴套29两侧的下梁4上，运动控制箱33与伺服电机15和制动器3电连接，输入端转矩转数传感器17的输入端通过联轴器Ⅰ16膜片式联轴器与伺服电机15连接，输入端转矩转数传感器17的输出端连接有联轴器Ⅱ18膜片式联轴器，联轴器Ⅱ18的输出端为减速机对接端，所述中梁5上设置有用于安装待测减速机19的安装法兰20；所述输出端测试机构包括主轴套29、圆钢栅尺组件27、圆钢栅尺座26和输出端转矩转数传感器31，主轴套29固定设置在下梁4上，圆钢栅尺座26通过轴承Ⅰ23和轴承Ⅱ28设置在主轴套29的上部，圆钢栅尺组件27包括检测头和圆钢栅尺，圆钢栅尺固定套设在圆钢栅尺座26上，检测头固定在主轴套29上，圆钢栅尺座26上端具有可与减速机连接盘21对接的键槽，所述输出端转矩转数传感器31固定设置在下梁4上，并位于主轴套29内的下部，输出端转矩转数传感器31的输入轴具有可与减速机连接盘21对接的键槽，输出端转矩转数传感器31的输出轴通过联轴器Ⅲ32与设置在底座1上的制动器3连接；联轴器Ⅰ16、联轴器Ⅱ18和联轴器Ⅲ32均为零背隙传动，保证了减速机往复旋转过程中测量和数据采集的准确性。所述圆钢栅尺、输入端转矩转数传感器17、输出端转矩转数传感器31、伺服电机15以及制动器3之间均同轴设置，且分别与数据采集箱30电连接测试装置还包括温度传感器和震动噪声传感器，温度传感器和震动噪声传感器均与数据采集箱30电连接。

本发明减速机综合性能测试装置的工作原理如下：减速机和减速机连接盘连接后，安装在定位法兰上。下移移动梁，输入端转矩转数传感器与减速机通过联轴器Ⅱ连接，锁紧组件通过螺钉锁紧移动梁，使减速机连接盘与圆钢栅尺座和输出端转矩转数传感器均键连接。启动伺服电机带动输入端转矩转数传感器、减速机、圆光栅尺座、输出端转矩转数传感器以及制动器旋转，当需要停止或减速时，通过制动器根据需要加载反向制动力，数据采集箱通过测试软件实时采集圆钢栅尺、输入端转矩转数传感器、输出端转矩转数传感器、伺服电机、制动器、温度传感器、震动噪声传感器的数据，传输给计算机自动进行数据处理、绘制曲线，得到转速、转矩，功率、效率、减速比、温升、噪声、震动、扭转刚度、空程、齿隙、角度传递误差、负载运行转矩、增速启动转矩、急停转矩、负载重复定位精度各项性能指标。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种往复旋转减速机综合性能测试装置，其特征在于：包括机架、伺服电机（15）、输入端转矩转数传感器（17）、用于实现伺服电机（15）和输入端转矩转数传感器（17）升降的提拉机构、制动器（3）、数据采集箱（30）以及输出端测试机构；

所述机架包括底座（1）以及垂直设置在底座（1）上的两根导柱（2），两根导柱（2）之间由上至下依次设置有顶梁（11）、中梁（5）和下梁（4），中梁（5）和顶梁（11）之间设置有移动梁（6），移动梁（6）的两端分别与两个导柱（2）滑动连接，移动梁（6）可在提拉机构的驱动下进行升降；所述伺服电机（15）固定设置在移动梁（6）上，输入端转矩转数传感器（17）的输入端通过联轴器Ⅰ（16）与伺服电机（15）连接，输入端转矩转数传感器（17）的输出端连接有联轴器Ⅱ（18），联轴器Ⅱ（18）的输出端为减速机对接端，所述中梁（5）上设置有用于安装待测减速机（19）的安装法兰（20）；

所述输出端测试机构包括主轴套（29）、圆钢栅尺组件（27）、圆钢栅尺座（26）和输出端转矩转数传感器（31），主轴套（29）固定设置在下梁（4）上，圆钢栅尺座（26）通过轴承Ⅰ（23）和轴承Ⅱ（28）设置在主轴套（29）的上部，圆钢栅尺组件（27）包括检测头和圆钢栅尺，圆钢栅尺固定套设在圆钢栅尺座（26）上，检测头固定在主轴套（29）上，圆钢栅尺座（26）上端具有可与减速机连接盘（21）对接的键槽，所述输出端转矩转数传感器（31）固定设置在下梁（4）上，并位于主轴套（29）内的下部，输出端转矩转数传感器（31）的输入轴具有可与减速机连接盘（21）对接的键槽，输出端转矩转数传感器（31）的输出轴通过联轴器Ⅲ（32）与设置在底座（1）上的制动器（3）连接；

所述圆钢栅尺、输入端转矩转数传感器（17）、输出端转矩转数传感器（31）、伺服电机（15）以及制动器（3）之间均同轴设置，且分别与数据采集箱（30）电连接。

2.如权利要求1所述的一种往复旋转减速机综合性能测试装置，其特征在于：所述提拉机构包括导轮（7）、滑轮（13）、配重块（14）和锁紧组件（9），移动梁（6）的两端分别通过导轮（7）与导柱（2）之间滑动连接，滑轮（13）设置在顶梁（11）上，移动梁（6）通过吊环（8）连接有钢丝绳（10），钢丝绳（10）的另一端绕过滑轮（13）与配重块（14）连接，锁紧组件（9）可实现移动梁（6）与导柱（2）之间锁紧。

3.如权利要求1所述的一种往复旋转减速机综合性能测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括温度传感器和震动噪声传感器，温度传感器和震动噪声传感器均与数据采集箱（30）电连接。

4.如权利要求1所述的一种往复旋转减速机综合性能测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括运动控制箱（33），运动控制箱（33）和数据采集箱（30）分别设置在主轴套（29）两侧的下梁（4）上，运动控制箱（33）与伺服电机（15）和制动器（3）电连接。

5.如权利要求1所述的一种往复旋转减速机综合性能测试装置，其特征在于：所述主轴套（29）的顶部还设置有压盖（22），轴承Ⅰ（23）通过轴承套（24）与主轴套（29）连接，压盖（22）固定在轴承套（24）上。

6.如权利要求5所述的一种往复旋转减速机综合性能测试装置，其特征在于：所述轴承套（24）内壁为台阶面，轴承Ⅰ（23）设置在轴承套（24）的台阶上，轴承套（24）下端与圆钢栅尺座（26）之间设置有密封圈（25）。

7.如权利要求1所述的一种往复旋转减速机综合性能测试装置，其特征在于：所述联轴器Ⅰ（16）、联轴器Ⅱ（18）和联轴器Ⅲ（32）均为零背隙传动。

8.如权利要求1所述的一种往复旋转减速机综合性能测试装置，其特征在于：所述联轴器Ⅰ（16）和联轴器Ⅱ（18）均为膜片式联轴器。

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