CN109406144B - Rv减速器力矩与噪音精密测量装置及其方法 - Google Patents

Rv减速器力矩与噪音精密测量装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种RV减速器力矩与噪音精密测量装置及其方法，属于检测设备领域。它包括安装架、静音箱，所述安装架固定于操作平台上，且安装架上固定有垂直的线性滑轨，固定支架固定于线性滑轨的滑块上，随滑块上下垂直移动；伺服电机安装于固定支架上，且伺服电机通过扭矩传感器与测试轴相连；所述的固定支架与竖向驱动装置相连；待测量的RV减速器通过减速器夹持工装可拆卸式固定于操作平台上，且测试轴的轴心线穿过RV减速器的旋转中心，使测试轴能够垂直插入RV减速器的中心轴孔中构成传动；所述的静音箱整体罩于测量装置外部，静音箱内放置有测量RV减速器振动噪声的振动噪声传感器。本发明具有操作方便、测试效率高的优点。

Description

RV减速器力矩与噪音精密测量装置及其方法
技术领域
本发明属于检测设备领域，具体涉及一种RV减速器力矩与噪音精密测量装置及其方法。
背景技术
RV减速器的传动实质为行星传动，RV减速器传动实质为行星传动，输出转轴有逆时针和顺时针两种工作状态，其由电机提供动力，机械手臂与RV减速器行星架固定，电机带动RV减速器行星架进行顺时针、逆时针运动，控制手臂进行各种姿态动作。噪音与启动力矩是机器人用关节用RV减速器的两项重要技术指标。对于输入扭矩而言，需要控制在核实的范围内，才能保证电机高效，高可靠性的运行。对于噪音而言，减速器在高速下运转需要保证良好的噪音。因此，在RV减速器出厂以及后续使用过程中的部分场合，有必要对RV减速器的力矩与噪音进行精密测量。然而，现有的RV减速器力矩与噪音测量装置主要是以卧式布局为主，该种测量装置的装夹效率和装配精度较低，无法满足生产需求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中RV减速器力矩与噪音测量装置的装夹效率和装配精度较低的技术问题，并提供一种新型的RV减速器力矩与噪音精密测量装置。
本发明所采用的具体技术方案如下：
RV减速器力矩与噪音精密测量装置，它包括安装架、静音箱，所述安装架固定于操作平台上，且安装架上固定有垂直的线性滑轨，固定支架固定于线性滑轨的滑块上，随滑块上下垂直移动；伺服电机安装于固定支架上，且伺服电机通过扭矩传感器与测试轴相连；所述的固定支架与竖向驱动装置相连；待测量的RV减速器通过减速器夹持工装可拆卸式固定于操作平台上，且测试轴的轴心线穿过RV减速器的旋转中心，使测试轴能够垂直插入RV减速器的中心轴孔中构成传动；所述的静音箱整体罩于测量装置外部，静音箱内放置有测量RV减速器振动噪声的振动噪声传感器。
另外，基于上述方案，本发明还可以进一步提供以下一种或多种优选实现方式。
进一步的，所述的振动噪声传感器包括声级计。
进一步的，所述的振动噪声传感器还包括振动加速度传感器。
进一步的，所述的减速器夹持工装具有多个且型号不同，减速器夹持工装至少同时包括RV-20E减速器液胀工装、RV-40E减速器液胀工装、RV-80E减速器液胀工装和RV-110E减速器液胀工装。
进一步的，所述的竖向驱动装置为垂直伸缩的气动弹簧，固定支架与气动弹簧的一端相连，气动弹簧的另一端固定。
进一步的，所述的减速器夹持工装底部开设有定位孔，减速器夹持工装通过定位孔安装固定于操作平台上。
进一步的，所述的固定支架上设有锁定把手，所述气动弹簧的气动控制按钮设置于锁定把手上。
进一步的，还包括锁定气缸，所述的安装架背部设有垂直的芯轴，芯轴穿过锁定气缸的中孔，锁定气缸与固定支架连接同步升降；锁定气缸与气动弹簧均通过气管接入气路。
进一步的，所述的操作平台上设有接油盘，接油盘放置于减速器夹持工装下方。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述任一方案所述测量装置的RV减速器力矩与噪音精密测量方法，其步骤如下：
选择合适的减速器夹持工装对待测量的RV减速器进行液压胀紧定位，然后将两者整体安装至操作平台上；通过气动弹簧驱动固定支架带动伺服电机、扭矩传感器和测试轴整体沿着线性滑轨垂直下移，使测试轴垂直插入RV减速器的中心轴孔中构成传动；将静音箱整体罩于测量装置外部，隔绝外部噪音；启动伺服电机，伺服电机带动扭矩传感器在运转中，实时采集扭矩传感器的信号参数，用于处理分析得出RV减速器的启动力矩与力矩均匀性；同时，实时采集振动噪声传感器测量得到的静音箱内部噪音和振动，通用于分析得出减速器运转过程中的振动噪音。
本发明相对于现有技术而言，通过上下气动控制，可简洁高效带动安装支架在滑轨上下滑动，方便减速器测试时上下料，同时减速器通过夹持工装径向固定保证了减速器的安装精度与安装效率，进而保证了测试结果的准确性。而且，本发明在对RV减速器进行振动噪音扭矩测量时，可以通过设置不同的配套工装，使其适用于所有扭矩小型号大的RV减速器，使得本发明实用性强。此发明采用立式布局，通过线性滑轨，配套工装和气动液压装夹的方式大大提升了测试效率和测试可靠性。此布局对于常规的卧式布局，以及螺纹紧固的测试方式更简洁，更高效。
附图说明
图1为一种RV减速器力矩与噪音精密测量装置的结构示意图；
图2为静音箱的设置方式示意图；
图3为RV减速器力矩与噪音精密测量装置的侧视图；
图4为RV减速器力矩与噪音精密测量装置的正视图；
图中附图标记为：线性滑轨1、伺服电机2、锁定把手3、扭矩传感器4、RV-110E减速器液胀套装5、测试轴6、RV-80E减速器液胀套装7、声级计8、锁定气缸9、安装架10、气动弹簧11、接油盘12、RV-20E减速器液胀套装13、RV-80E减速器液胀套装14、支撑座15、固定支架16、静音箱17、芯轴18。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1所示，为本发明一个较佳实施例中的RV减速器力矩与噪音精密测量装置，其结构中包括安装架10和静音箱17以及其他内部设备。安装架10用于安装其他的测试设备和驱动设备等，其底部固定于一个平整的操作平台15上。安装架10上固定有两条垂直的线性滑轨1，每条线性滑轨1具有2块配套的滑块，能够沿着线性滑轨1上下垂直移动。固定支架16是用于安装伺服电机2的L型架体，其垂直部分固定于线性滑轨1的滑块上，随滑块上下垂直移动，而伺服电机2竖向安装于固定支架16的水平部分上。伺服电机2以轴线垂直的方式安装，伺服电机2的输出轴连接扭矩传感器4，扭矩传感器4再与测试轴6相连。测试轴6与待测量的RV减速器配套，能够插入RV减速器的中心轴孔中，在伺服电机2的运行过程中驱动RV减速器旋转，模拟RV减速器的运行工况。在该测试过程中，扭矩传感器4能够实时检测力矩。
本发明的线性滑轨能够保证在滑动过程中整个减速器的轴心线同心，而固定支架16是通过竖向驱动装置进行上下驱动升降的，竖向驱动装置可以选择任何技术中能够驱动固定支架16的设备，例如丝杆驱动、气动弹簧驱动等等，但需要满足一定的精度需求。在本实施例中，优选采用气动弹簧驱动。其具体连接结构为：固定支架16与垂直伸缩的气动弹簧11的一端相连，气动弹簧11的另一端固定，使得气动弹簧11在伸缩过程中能够带动固定支架16上下升降。固定支架16能够带动伺服电机2、扭矩传感器4和测试轴6整体沿着线性滑轨1垂直下移。待测量的RV减速器本身不能直接固定，需要借助减速器夹持工装固定于操作平台15上，减速器夹持工装底部开设有4个定位孔，减速器夹持工装通过定位孔以及螺钉安装固定于操作平台15上。为了保证测试轴6能够垂直插入RV减速器的中心轴孔中构成传动，需要保证测试轴6的轴心线穿过RV减速器的旋转中心，当固定支架16整体下移后测试轴6就可以插入RV减速器的中心轴孔，测试完毕后重新抬起固定支架16使测试轴6脱离RV减速器的中心轴孔。
另外，由于噪音测量的需要，本装置中还需要一个静音箱17整体罩于测量装置外部，使得静音箱17内部与外部隔绝噪音。静音箱17内放置有测量RV减速器振动噪声的振动噪声传感器。振动噪声传感器包括声级计8，通过声级计8测量RV减速器运行过程中的噪音值。若测试过程中还需要测量其振动情况，振动噪声传感器中还可以加设一个振动加速度传感器。传感器可通过信号线连接外部信号采集系统，以便实时显示和分析信号数据。由于减速器的测量需要在静音箱17内部进行，因此伺服电机2的启停控制可考虑设置于静音箱17外部。
另外，在实际的测量中，RV减速器通常具有多种型号，因此与其配套的减速器夹持工装也需要具有多个不同型号。对于常规的测量而言，减速器夹持工装至少同时包括RV-20E减速器液胀工装13、RV-40E减速器液胀工装14、RV-80E减速器液胀工装7和RV-110E减速器液胀工装5。液胀工装是指通过液压胀紧方式对减速器进行夹持定位的工装装置，其具体结构不限，可采用现有技术中的任何实现形式。不同的工装底板上均需要设有定位孔，液胀工装和减速器通过液压胀紧定位能够进一步保证系统径向定位精度。
在本发明的另一较佳实施例中，为了便于操作，可在固定支架16上设有锁定把手3，锁定把手3的设计应当符合工人的握持习惯，以便于操作为准。当竖向驱动装置采用气动弹簧11时，其气动控制按钮可设置于锁定把手3上，通过气动控制按钮可调节气动弹簧驱使安装架在滑轨上下滑动，高效地保证减速器测试时上下料。同时换线时配合四个型号的RV减速器液胀配套工装，能够进一步保证四个型号切换和装夹时的效率和装配精度。该锁定把手可便捷的控制气动弹簧带动安装架上的固定支架16、伺服电机2、扭矩传感器4、测试轴6在线性滑轨1上平稳滑动，这种结构保证批量测试时动力部分安装时更简洁，更省力，更高效。
由于气动弹簧11是竖向安装伸缩，其竖向定位精度可能存在不足，因此在本发明的另一较佳实施例中，还可以设置锁定气缸9进行辅助启停。其具体安装结构为：在安装架10背部固定垂直的芯轴18，芯轴18穿过锁定气缸9的中孔，锁定气缸9与固定支架16连接同步升降。锁定气缸9与气动弹簧11均通过气管接入气路，测试过程中可通过气动控制按钮控制气动弹簧与锁紧气缸工作，让L型支架精确地上下移动和停止。具体的连接气路可以根据实际需要进行设计，对此不做限定。
另外，操作平台15上还可以设置一个接油盘12，接油盘12放置于减速器夹持工装下方。接油盘12能够储存减速器在测试过程中飞溅出来的润滑油，保证润滑油循环利用。接油盘12中收集的润滑油可以手动进行回用，也可以通过连接循环管道进行自动回流。
基于上述测量装置的RV减速器力矩与噪音精密测量方法，其步骤如下：
根据RV减速器的尺寸，选择合适的减速器夹持工装对待测量的RV减速器进行液压胀紧定位，使得RV减速器能够被稳定固定在夹持工装中，避免产生径向移动。
然后将两者通过工装底部的定位孔整体安装至操作平台15上。初始状态下，固定支架16位于高位，通过气动弹簧11的气动控制按钮，控制驱动气动弹簧11进而带动固定支架16移动，固定支架16带动其上搭载的伺服电机2、扭矩传感器4和测试轴6整体沿着线性滑轨1垂直下移，使测试轴6垂直插入RV减速器的中心轴孔中构成传动。
再后；将静音箱17整体罩于测量装置外部，隔绝外部噪音。按照预先设计的测试方法，启动伺服电机2，伺服电机2带动扭矩传感器4在运转中，实时采集扭矩传感器4的信号参数，用于处理分析得出RV减速器的启动力矩与力矩均匀性；同时，运转时静音箱屏蔽外界噪音，在内部即可实时采集振动噪声传感器测量得到的静音箱17内部噪音和振动，通用于分析得出减速器运转过程中的振动噪音。
以上所述的实施例只是本发明的部分较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种RV减速器力矩与噪音精密测量装置，其特征在于，包括安装架（10）、静音箱（17），所述安装架（10）固定于操作平台（15）上，且安装架（10）上固定有垂直的线性滑轨（1），固定支架（16）固定于线性滑轨（1）的滑块上，随滑块上下垂直移动；伺服电机（2）安装于固定支架（16）上，且伺服电机（2）通过扭矩传感器（4）与测试轴（6）相连；所述的固定支架（16）与竖向驱动装置相连；待测量的RV减速器通过减速器夹持工装可拆卸式固定于操作平台（15）上，且测试轴（6）的轴心线穿过RV减速器的旋转中心，使测试轴（6）能够垂直插入RV减速器的中心轴孔中构成传动；所述的静音箱（17）整体罩于测量装置外部，静音箱（17）内放置有测量RV减速器振动噪声的振动噪声传感器；
所述的竖向驱动装置为垂直伸缩的气动弹簧（11），固定支架（16）与气动弹簧（11）的一端相连，气动弹簧（11）的另一端固定；
所述的RV减速器力矩与噪音精密测量装置还包括锁定气缸（9），所述的安装架（10）背部设有垂直的芯轴（18），芯轴（18）穿过锁定气缸（9）的中孔，锁定气缸（9）与固定支架（16）连接同步升降；锁定气缸（9）与气动弹簧（11）均通过气管接入气路。
2.如权利要求1所述的RV减速器力矩与噪音精密测量装置，其特征在于，所述的振动噪声传感器包括声级计（8）。
3.如权利要求1所述的RV减速器力矩与噪音精密测量装置，其特征在于，所述的振动噪声传感器还包括振动加速度传感器。
4.如权利要求1所述的RV减速器力矩与噪音精密测量装置，其特征在于，所述的减速器夹持工装具有多个且型号不同，至少同时包括RV-20E减速器液胀工装（13）、RV-40E减速器液胀工装（14）、RV-80E减速器液胀工装（7）和RV-110E减速器液胀工装（5）。
5.如权利要求1所述的RV减速器力矩与噪音精密测量装置，其特征在于，所述的减速器夹持工装底部开设有定位孔，减速器夹持工装通过定位孔安装固定于操作平台（15）上。
6.如权利要求1所述的RV减速器力矩与噪音精密测量装置，其特征在于，所述的固定支架（16）上设有锁定把手（3），所述气动弹簧（11）的气动控制按钮设置于锁定把手（3）上。
7.如权利要求1所述的RV减速器力矩与噪音精密测量装置，其特征在于，所述的操作平台（15）上设有接油盘（12），接油盘（12）放置于减速器夹持工装下方。
8.一种利用如权利要求1~7任一所述测量装置的RV减速器力矩与噪音精密测量方法，其特征在于，步骤如下：
选择合适的减速器夹持工装对待测量的RV减速器进行液压胀紧定位，然后将两者整体安装至操作平台（15）上；通过气动弹簧（11）驱动固定支架（16）带动伺服电机（2）、扭矩传感器（4）和测试轴（6）整体沿着线性滑轨（1）垂直下移，使测试轴（6）垂直插入RV减速器的中心轴孔中构成传动；将静音箱（17）整体罩于测量装置外部，隔绝外部噪音；启动伺服电机（2），伺服电机（2）带动扭矩传感器（4）在运转中，实时采集扭矩传感器（4）的信号参数，用于处理分析得出RV减速器的启动力矩与力矩均匀性；同时，实时采集振动噪声传感器测量得到的静音箱（17）内部噪音和振动，通用于分析得出减速器运转过程中的振动噪音。
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