CN110031218B - 减速器刚度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减速器刚度检测装置，包括：减速器；直线模组：连接所述减速器的输出轴，所述直线模组上驱动连接有重量块，所述直线模组的驱动方向与所述输出轴的轴向不同；编码器：连接所述输出轴的端部，采集所述输出轴的扭转角。本发明采用直线模组驱动重量块，可以实现改变施加在减速器输出轴的负载力矩大小，从而实现在静负载或连续变负载下对减速器的扭转刚度检测。

Description

减速器刚度检测装置

技术领域

本发明涉及测试测量设备领域，具体地，涉及减速器刚度检测装置。

背景技术

工业机器人技术是智能制造的关键技术之一，作为核心部件的减速器性能好坏直接关系到工业机器人的整体性能优劣。因此，对减速器传动规律及性能指标深入研究有极大的理论意义与现实意义。扭转刚度作为减速器重要的性能指标之一，对于揭示减速器从初始性能、过程性能及性能衰退至失效的动态演变规律，构建减速器性能衰退与剩余寿命预测验证系统具有重要作用。所以，研制适用于减速器扭转刚度测试的自动化测试系统具有深刻的意义。

减速器静态扭转刚度测量目前已经有一定的研究，但是针对变力矩加载情况下的测量研究较少，具体描述如下：

专利号为CN 108020415 A，名称为“一种谐波减速器静态扭转刚度的测量装置”的中国发明专利中本发明公开了一种谐波减速器静态扭转刚度的测量装置，该装置包括步进电机，第一联轴器，谐波齿轮减速器，谐波减速器支撑架，联轴器，皮带轮，动态扭矩传感器，磁粉制动器，编码器等。该装置可通过替换部分元件测量不同型号的谐波齿轮减速器，基于间接测量方法对谐波齿轮减速器的扭转刚度进行测量。但是该装置结构复杂，更换、维修不方便；电气元件、传感器等较多，系统不仅昂贵，而且降低了系统的鲁棒性；采用带轮和同步带降低了系统的测量精度。

专利号为CN 105716861 A，名称为“RV减速器扭转刚度检测装置及其实现方法”的中国发明专利中发明公开了一种RV减速器扭转刚度检测装置及其实现方法，该检装置包括检测台、检测支架、RV减速器、编码器、轴承座、扭矩传感器、把手。该发明可以测量多种尺寸范围的RV减速器；正向和反向地对RV减速器施加无极扭力，检测结果精确。但是该装置结构复杂，同轴度很难保证；占用空间大，造价昂贵，在更换不同型号减速器时需要重新调整机构的同轴度，装配困难，检测效率低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种减速器刚度检测装置。

根据本发明提供的一种减速器刚度检测装置，包括：

减速器1；

直线模组2：连接所述减速器1的输出轴，所述直线模组2上驱动连接有重量块4，所述直线模组2的驱动方向与所述输出轴的轴向不同；

编码器3：连接所述输出轴的端部，采集所述输出轴的扭转角。

较佳的，所述减速器1包括：输入轴11、输入轴轴承12、输入轴固定件13、减速器本体14和输出轴15；

所述输入轴轴承12和所述减速器本体14连接在所述输入轴固定件13内；

所述输入轴11的一端穿过所述输入轴轴承12和所述减速器本体14的输入端连接。

较佳的，所述输入轴11包括第一输入轴111和第二输入轴112，所述输出轴15包括第一输出轴151和第二输出轴152；

所述第一输入轴111的中部连接在所述输入轴轴承12内，一端连接所述减速器本体14的输入端，所述第一输出轴151连接所述减速器本体14的输出端；

所述第二输入轴112连接所述第一输入轴111的另一端，所述第二输出轴152连接所述第一输出轴151。

较佳的，所述直线模组2通过转接件5连接在所述输出轴15上。

较佳的，所述输入轴11和所述输出轴15分别通过输入轴固定支架6以及输出轴固定支架7。

较佳的，所述输出轴固定支架7的数量为两个，所述直线模组2连接在两个所述输出轴固定支架7之间。

较佳的，所述输入轴固定支架6和所述输出轴固定支架7均包括：轴承支架61以及设置于所述轴承支架61上的支撑轴承62。

较佳的，所述编码器3固定在编码器支架31上。

较佳的，还包括机架8和台面9，所述台面9设置于所述机架8的顶面，所述减速器1和所述编码器3设置于所述台面9上。

较佳的，所述直线模组2上设置有光电开关。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明采用直线模组驱动重量块，可以实现改变施加在减速器输出轴的负载力矩大小，从而实现在静负载或连续变负载下对减速器的扭转刚度检测。

本发明的各个部件采用模块化加工和装配，加工精度要求低，结构简单，装配、拆卸方便，互换性好，可以方便检测多种型号的减速器。

本发明的直线模组采用伺服电机驱动，采用编码器读取减速器输出轴的扭转角，减轻了工作人员的劳动强度且精度效率比人工高。

本发明结构紧凑，没有冗余零件，占用空间小，成本低。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明减速器的剖视图；

图4为本发明输入轴固定支架和输出轴固定支架的结构示意图；

图5为本发明直线模组的结构示意图；

图6为本发明编码器的结构示意图；

附图标记：

1-减速器；2-直线模组；3-编码器；4-重量块；5-转接件；6-输入轴固定支架；7-输出轴固定支架；8-机架；9-台面；11-输入轴；12-输入轴轴承；13-输入轴固定件；14-减速器本体；15-输出轴；111-第一输入轴；112-第二输入轴；151-第一输出轴；152-第二输出轴；31-编码器支架；61-轴承支架；62-支撑轴承。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明提供的一种减速器刚度检测装置，包括：

减速器1；

直线模组2：连接减速器1的输出轴，直线模组2上驱动连接有重量块4，直线模组2的驱动方向与输出轴的轴向不同；通过直线模组2可以改变重量块4与输出轴之间的距离，从而改变施加在输出轴上的负载转矩，可以实现变负载测量减速器的刚度；

编码器3：连接输出轴的端部，采集输出轴的扭转角。

台面9设置于机架8的顶面，减速器1和编码器3设置于台面9上。

如图3所示，减速器1包括：输入轴11、输入轴轴承12、输入轴固定件13、减速器本体14和输出轴15；

输入轴轴承12和减速器本体14连接在输入轴固定件13内；

输入轴11的一端穿过输入轴轴承12和减速器本体14的输入端连接。

输入轴11包括第一输入轴111和第二输入轴112，输出轴15包括第一输出轴151和第二输出轴152；

第一输入轴111的中部连接在输入轴轴承12内，一端连接减速器本体14的输入端，第一输出轴151连接减速器本体14的输出端；

第二输入轴112连接第一输入轴111的另一端，第二输出轴152连接第一输出轴151。

如图4所示，输入轴11和输出轴15分别通过输入轴固定支架6以及输出轴固定支架7。输出轴固定支架7的数量为两个，直线模组2连接在两个输出轴固定支架7之间。输入轴固定支架6和输出轴固定支架7均包括：轴承支架61以及设置于轴承支架61上的支撑轴承62。

如图5所示，直线模组2通过转接件5连接在输出轴15上。

如图6所示，编码器3固定在编码器支架31上。

直线模组2上设置有光电开关，在实际实验过程中，首先利用光电开关对直线模组进行零点定位，然后利用光电开关实时检测模组的位移。如果测量静负载下减速器的扭转刚度，可以利用直线模组的伺服电机自锁，通过在直线模组上固定重量块，采集编码器得到的减速器输出轴扭转角度的数据，绘制扭矩-转角曲线，进而即可计算得到刚度；如果测量连续变负载下减速器的扭转刚度，可以利用直线模组的伺服电机驱动实现往复运动，其中重量块固定在直线模组上，同时实时采集编码器得到的减速器输出轴扭转角度的数据，绘制扭矩-转角曲线，进而计算得到刚度。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种减速器刚度检测装置，其特征在于，包括：

减速器；

直线模组：连接所述减速器的输出轴，所述直线模组上驱动连接有重量块，所述直线模组的驱动方向与所述输出轴的轴向不同；

编码器：连接所述输出轴的端部，采集所述输出轴的扭转角；

所述直线模组上设置有光电开关；

利用光电开关对直线模组进行零点定位，然后利用光电开关实时检测直线模组的位移；

如果测量静负载下减速器的扭转刚度，利用直线模组的伺服电机自锁，通过在直线模组上固定重量块，采集编码器得到的减速器输出轴扭转角度的数据，绘制扭矩-转角曲线，进而计算得到刚度；

如果测量连续变负载下减速器的扭转刚度，利用直线模组的伺服电机驱动实现往复运动，其中重量块固定在直线模组上，同时实时采集编码器得到的减速器输出轴扭转角度的数据，绘制扭矩-转角曲线，进而计算得到刚度。

2.根据权利要求1所述的减速器刚度检测装置，其特征在于，所述减速器包括：输入轴、输入轴轴承、输入轴固定件、减速器本体和输出轴；

所述输入轴轴承和所述减速器本体连接在所述输入轴固定件内；

所述输入轴的一端穿过所述输入轴轴承和所述减速器本体的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的减速器刚度检测装置，其特征在于，所述输入轴包括第一输入轴和第二输入轴，所述输出轴包括第一输出轴和第二输出轴；

所述第一输入轴的中部连接在所述输入轴轴承内，一端连接所述减速器本体的输入端，所述第一输出轴连接所述减速器本体的输出端；

所述第二输入轴连接所述第一输入轴的另一端，所述第二输出轴连接所述第一输出轴。

4.根据权利要求1所述的减速器刚度检测装置，其特征在于，所述直线模组通过转接件连接在所述输出轴上。

5.根据权利要求2所述的减速器刚度检测装置，其特征在于，所述输入轴和所述输出轴分别通过输入轴固定支架以及输出轴固定支架。

6.根据权利要求5所述的减速器刚度检测装置，其特征在于，所述输出轴固定支架的数量为两个，所述直线模组连接在两个所述输出轴固定支架之间。

7.根据权利要求5所述的减速器刚度检测装置，其特征在于，所述输入轴固定支架和所述输出轴固定支架均包括：轴承支架以及设置于所述轴承支架上的支撑轴承。

8.根据权利要求1所述的减速器刚度检测装置，其特征在于，所述编码器固定在编码器支架上。

9.根据权利要求1所述的减速器刚度检测装置，其特征在于，还包括机架和台面，所述台面设置于所述机架的顶面，所述减速器和所述编码器设置于所述台面上。

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