CN110068460A - 齿轮齿条一体化传动系统测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮齿条一体化传动系统测试设备，包括机架及设置于机架上的检测平台，检测平台中部设置有隔板将检测平台分隔为第一检测区域及第二检测区域，检测平台位于第一检测区域及第二检测区域分别设置有检测装置，检测装置包括第一定位座、第二定位座、主检测电机、限位机构、信息识别机构、位移检测机构、振动检测机构及负载模拟机构。采用上述方案，本发明提供一种模拟多种检测环境且多项目全方位检测的齿轮齿条一体化传动系统测试设备。

Description

齿轮齿条一体化传动系统测试设备

技术领域

本发明涉及测设设备领域，具体涉及一种齿轮齿条一体化传动系统测试设备。

背景技术

齿轮齿条一体化传动系统是一种应用于各种设备的传动模块，通过齿轮与齿条的齿传递，改变扭矩的输出方向，如图1及图2所示，齿轮齿条一体化传动系统包括壳体a，作为输入部分的齿轮轴b及作为输出部分的齿条轴c，齿轮轴b转动设置于壳体a，齿条轴c可相对壳体a伸缩，齿轮轴b外周设置有齿轮部分a1，齿条轴c外周设置有与齿轮部分a1啮合的齿条部分c1，此外，齿条轴c外周设置有信息射频模块d，用于识别该减速器的批次型号等信息。

传统的齿轮齿条一体化传动系统测试设备测试项目较少，仅仅在齿轮轴b驱动齿条轴c移动时检测齿条轴c的伸缩距离，然而现实中齿轮轴b齿条轴c往往负载运行，单一的测试项目无法精确反应齿轮齿条一体化传动系统的真实状况，造成齿轮齿条一体化传动系统的使用寿命长短不一。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种模拟多种检测环境且多项目全方位检测的齿轮齿条一体化传动系统测试设备。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括机架及设置于机架上的检测平台，所述的检测平台中部设置有隔板将检测平台分隔为第一检测区域及第二检测区域，所述的检测平台位于第一检测区域及第二检测区域分别设置有检测装置，所述的检测装置包括第一定位座、第二定位座、主检测电机、限位机构、信息识别机构、位移检测机构、形变检测机构及负载模拟机构，所述的第一定位座支撑于壳体与齿轮轴及齿条轴啮合位置相对应的位置，所述的第二定位座支撑于壳体与齿条轴较长侧端部相对应的位置，所述的限位机构限位装置将壳体限位于第一定位座及第二定位座，所述的主检测电机固定于检测平台与齿轮轴对应的位置并与齿轮轴构成驱动配合，所述的信息识别机构位于靠近齿条轴的射频模块的位置并用于接收并记录射频模块所提供的减速器信息，所述的位移检测机构分别位于齿条轴移动轨迹的两端并在齿条轴经过时记录时间点，所述的形变检测机构与壳体外侧面对应并用于检测壳体外侧面形变，所述的负载模拟机构在齿条轴移动时给予其负载，使检测装置具有在负载模拟机构给予齿条轴负载的负载检测状态及负载模拟机构取消齿条轴负载的空载检测状态。

通过采用上述技术方案，设置两个检测区域并对应设置两组检测装置，大大提高检测效率，模拟空载或负载下的工作情况，更符合实际，同时各状态下能够检测例如壳体形变、传动比及驱动力，使传动系统的检测更为全面，真实反应传动系统的实际情况，保证传动系统质量，及时发现缺陷产品，将传动系统放置于第一定位座及第二定位座，由限位机构进行稳定限位，即可开始检测。

本发明进一步设置为：所述的负载模拟机构包括被动负载头、主动负载头、负载轨道及间距调节组件，所述的负载轨道沿第一定位座与第二定位座的排布方向设置于检测平台并分别向两端延伸，所述的被动负载头及主动负载头分别位于齿条轴两端，所述的被动负载头包括滑移于负载轨道的被动负载座，所述的被动负载座设置有与齿条轴端部联动的被动负载杆，所述的主动负载头包括滑移于负载轨道的主动负载座，所述的主动负载座设置有与齿条轴端部相抵的动负载杆及驱动动负载杆沿负载轨道平行方向靠近或远离齿条轴端部的调力气缸，所述的调力气缸与动负载杆的联动处设置有检测齿条轴作用力的力传感器，所述的间距调节组件调节被动负载头与主动负载头的间距与齿条轴长度相适配。

通过采用上述技术方案，由间距调节组件调节被动负载头与主动负载头的间距，使被动负载头及主动负载头稳定限位于齿条轴两端，由调力气缸调节负载强度，从而使负载模拟更为精准，而且能够适用不同规格的传动系统。

本发明进一步设置为：所述的间距调节组件包括第一调节气缸及第二调节气缸，所述的第一调节气缸及第二调节气缸均位于检测平台下方，所述的第一调节气缸包括第一缸体及相对第一缸体伸缩的第一气缸轴，所述的第一缸体设置有穿过检测平台并与主动负载座相固定的第一联动臂，所述的检测平台沿负载轨道平行方向设置有供第一联动臂穿过的第一联动孔，所述的第二调节气缸包括第二缸体及相对第二缸体伸缩的第二气缸轴，所述的第一气缸轴与第二气缸轴同轴排布且通过联轴器连接，所述的第二缸体设置有穿过检测平台并与被动负载座相固定的第二联动臂，所述的检测平台沿负载轨道平行方向设置有供联动臂穿过的第二联动孔。

通过采用上述技术方案，合理利用检测平台下方空间用于安装第一调节气缸及第二调节气缸，使结构更加紧凑，两个气缸配合提高调节速率及调节幅度，也可采用一大幅度移动气缸配合一小幅度移动气缸，提高调节精度。

本发明进一步设置为：所述的限位机构包括与第一定位座位置相对应的第一限位机构和第二限位机构及与第二定位座位置相对应的第三限位机构，所述的第一限位机构包括第一升降气缸、第一限位臂、第一上限位块及第一下限位块，所述的第一限位臂铰接于检测平台，其远离壳体的一端在第一升降气缸的驱动下竖向摆动，靠近壳体的一端位于壳体上方并用于安装第一上限位块，所述的第一上限位块的下端面包括与壳体上端面形状相适配并呈弧形状的第一分部及呈平面状的第二分部，所述的第一下限位块固定于检测平台并呈柱状，所述的第一下限位块上端面呈球冠状并抵于壳体，与第一上限位块的第一分部构成对壳体边缘进行限位的第一限位腔，所述的第二限位机构包括第二升降气缸、第二限位臂、第二上限位块及第二下限位块，所述的第二限位臂铰接于检测平台，其远离壳体的一端在第二升降气缸的驱动下竖向摆动，靠近壳体的一端位于壳体上方并用于安装第二上限位块，所述的第二上限位块呈与壳体上端面形状相适配的平面状，所述的第二下限位块固定于检测平台并呈柱状，所述的第二下限位块上端面呈球冠状并抵于壳体，与第二上限位块构成对壳体边缘进行限位的第二限位腔，所述的第一限位腔及第二限位腔分别位于壳体两侧的边缘，所述的第三限位机构包括第三升降气缸、第三限位臂及第三限位块，所述的第三限位臂铰接于检测平台，所述的第三限位臂用于安装第三限位块并在第三升降气缸的驱动下竖向摆动，所述的第三限位块呈圆台状且圆台较小端朝向壳体，所述的第三限位块与第二定位座构成对壳体进行限位的第三限位腔。

通过采用上述技术方案，三个限位机构相配合，且第一限位机构与第二限位机构分别限位壳体两侧的边缘，保证长度较长的传动系统各处均能稳定限位，此外，限位块采用不同形状的限位面，提高限位面积的同时调整限位力方向，进一步提高限位稳定性。

本发明进一步设置为：所述的位移检测机构包括固定于检测平台并呈U形状的支架，所述的支架的U形内部两侧分别设置有红外传感器的发射端及接收端，所述的发射端和接收端在齿条轴移动至轨迹末端时被齿条轴阻挡于两者之间。

通过采用上述技术方案，U形支架用于排布红外传感器的发射端及接收端，及时发现移动至轨迹末端的齿条轴，从而配合主检测电机的转动圈数计算传动比，检测更为准确。

本发明进一步设置为：所述的形变检测机构包括固定于检测平台的形变检测座及安装于形变检测座的距离传感器，所述的距离传感器对应壳体设置有位于壳体外侧壁的检测位置，该检测位置有两个，其中一个靠近齿轮轴及齿条轴啮合位置，另一个位于壳体与第二定位座对应的部分。

通过采用上述技术方案，在检测过程中，壳体温度会逐渐上升，增设由距离传感器构成的形变检测机构，观察壳体与装配检测平台之间的间距变化，及时观察在高温及振动工况下的壳体状态，及时发现壳体问题。

本发明进一步设置为：所述的信息识别机构为RFID 射频接收器。

通过采用上述技术方案，RFID 射频接收器不仅能够快速识别大量信息，还能够进行储存，便于获取了解各减速器的准确信息，及时改进加工环节。

本发明进一步设置为：所述的检测平台相对水平面呈倾斜状并随着靠近机架前端高度逐渐降低。

通过采用上述技术方案，更符合操作人员取放减速器的姿势，能够省力的将减速器放置于检测平台上，同时还能模拟倾斜的工作环境。

附图说明

图1为齿轮齿条一体化传动系统的立体图；

图2为齿轮齿条一体化传动系统的内部结构图；

图3为本发明具体实施方式的立体图；

图4为本发明具体实施方式中检测平台的俯视立体图；

图5为图4中A的放大图；

图6为本发明具体实施方式中检测平台的仰视立体图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上” 、“下” 、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语 “第一”、“第二”、“第三” 仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图3—图6所示，本发明公开了一种齿轮齿条一体化传动系统测试设备，包括机架1及设置于机架1上的检测平台2，检测平台2中部设置有隔板26将检测平台2分隔为第一检测区域2a及第二检测区域2b，检测平台2位于第一检测区域2a及第二检测区域2b分别设置有检测装置，检测装置包括第一定位座23、第二定位座24、主检测电机25、限位机构、信息识别机构、位移检测机构、形变检测机构及负载模拟机构，第一定位座23支撑于壳体与齿轮轴及齿条轴啮合位置相对应的位置，第二定位座24支撑于壳体与齿条轴较长侧端部相对应的位置，限位机构限位装置将壳体限位于第一定位座23及第二定位座24，主检测电机25固定于检测平台2与齿轮轴对应的位置并与齿轮轴构成驱动配合，信息识别机构位于靠近齿条轴的射频模块的位置并用于接收并记录射频模块所提供的减速器信息，位移检测机构分别位于齿条轴移动轨迹的两端并在齿条轴经过时记录时间点，形变检测机构与壳体外侧面对应并用于检测壳体外侧面形变，负载模拟机构在齿条轴移动时给予其负载，使检测装置具有在负载模拟机构给予齿条轴负载的负载检测状态及负载模拟机构取消齿条轴负载的空载检测状态，设置两个检测区域并对应设置两组检测装置，大大提高检测效率，模拟空载或负载下的工作情况，更符合实际，同时个状态下能够检测例如壳体形变、传动比及驱动力，使传动系统的检测更为全面，真实反应传动系统的实际情况，保证传动系统质量，及时发现缺陷产品，为了附图能够表达更多结构，主检测电机25仅为示意表示，将传动系统放置于第一定位座及第二定位座，由限位机构进行稳定限位，即可开始检测。

负载模拟机构包括被动负载头7、主动负载头6、负载轨道21及间距调节组件，负载轨道21沿第一定位座23与第二定位座24的排布方向设置于检测平台2并分别向两端延伸，被动负载头7及主动负载头6分别位于齿条轴两端，被动负载头7包括滑移于负载轨道21的被动负载座71，被动负载座71设置有与齿条轴端部联动的被动负载杆72，主动负载头6包括滑移于负载轨道21的主动负载座61，主动负载座61设置有与齿条轴端部相抵的动负载杆61及驱动动负载杆61沿负载轨道21平行方向靠近或远离齿条轴端部的调力气缸62，调力气缸62与动负载杆61的联动处设置有检测齿条轴作用力的力传感器63，间距调节组件调节被动负载头与主动负载头的间距与齿条轴长度相适配，由间距调节组件调节被动负载头与主动负载头的间距，使被动负载头及主动负载头稳定限位于齿条轴两端，由调力气缸调节负载强度，从而使负载模拟更为精准，而且能够适用不同规格的传动系统，此外，力传感器既可以用于检测力的大小，也能用于控制负载大小。

间距调节组件包括第一调节气缸64及第二调节气缸65，第一调节气缸64及第二调节气缸65均位于检测平台下方，第一调节气缸64包括第一缸体641及相对第一缸体641伸缩的第一气缸轴642，第一缸体641设置有穿过检测平台2并与主动负载座61相固定的第一联动臂643，检测平台2沿负载轨道平行方向设置有供第一联动臂643穿过的第一联动孔22，第二调节气缸65包括第二缸体651及相对第二缸体651伸缩的第二气缸轴652，第一气缸轴642与第二气缸轴652同轴排布且通过联轴器653连接，第二缸体651设置有穿过检测平台并与被动负载座相固定的第二联动臂654，检测平台沿负载轨道平行方向设置有供联动臂穿过的第二联动孔23，合理利用检测平台下方空间用于安装第一调节气缸及第二调节气缸，使结构更加紧凑，两个气缸配合提高调节速率及调节幅度，也可采用一大幅度移动气缸配合一小幅度移动气缸，提高调节精度。

限位机构包括与第一定位座23位置相对应的第一限位机构31和第二限位机构32及与第二定位座24位置相对应的第三限位机构33，第一限位机构31包括第一升降气缸311、第一限位臂312、第一上限位块313及第一下限位块314，第一限位臂312铰接于检测平台2，其远离壳体的一端在第一升降气缸311的驱动下竖向摆动，靠近壳体的一端位于壳体上方并用于安装第一上限位块313，第一上限位块313的下端面包括与壳体上端面形状相适配并呈弧形状的第一分部3131及呈平面状的第二分部3132，第一下限位块314固定于检测平台2并呈柱状，第一下限位块314上端面呈球冠状并抵于壳体，与第一上限位块313的第一分部3131构成对壳体边缘进行限位的第一限位腔315，第二限位机构32包括第二升降气缸321、第二限位臂322、第二上限位块323及第二下限位块324，第二限位臂322铰接于检测平台2，其远离壳体的一端在第二升降气缸321的驱动下竖向摆动，靠近壳体的一端位于壳体上方并用于安装第二上限位块323，第二上限位块323呈与壳体上端面形状相适配的平面状，第二下限位块324固定于检测平台2并呈柱状，第二下限位块324上端面呈球冠状并抵于壳体，与第二上限位块323构成对壳体边缘进行限位的第二限位腔325，第一限位腔315及第二限位腔325分别位于壳体两侧的边缘，第三限位机构33包括第三升降气缸331、第三限位臂332及第三限位块323，第三限位臂332铰接于检测平台2，第三限位臂332用于安装第三限位块323并在第三升降气缸331的驱动下竖向摆动，第三限位块323呈圆台状且圆台较小端朝向壳体，第三限位块323与第二定位座构成对壳体进行限位的第三限位腔324，三个限位机构相配合，且第一限位机构31与第二限位机构32分别限位壳体两侧的边缘，保证长度较长的传动系统各处均能稳定限位，此外，限位块采用不同形状的限位面，提高限位面积的同时调整限位力方向，进一步提高限位稳定性。

位移检测机构包括固定于检测平台2并呈U形状的支架4，支架4的U形内部两侧分别设置有红外传感器的发射端41及接收端42，发射端41和接收端42在齿条轴移动至轨迹末端时被齿条轴阻挡于两者之间，U形支架4用于排布红外传感器的发射端41及接收端42，及时发现移动至轨迹末端的齿条轴，从而配合主检测电机25的转动圈数计算传动比，检测更为准确。

形变检测机构包括固定于检测平台2的形变检测座5及安装于形变检测座5的距离传感器51，距离传感器51对应壳体设置有位于壳体外侧壁的检测位置，该检测位置有两个，其中一个靠近齿轮轴及齿条轴啮合位置，另一个位于壳体与第二定位座对应的部分，该检测位置靠近齿轮轴及齿条轴啮合位置，在检测过程中，壳体温度会逐渐上升，增设由距离传感器51构成的形变检测机构，观察壳体与装配检测平台2之间的间距变化，及时观察在高温及振动工况下的壳体状态，及时发现壳体问题，为了简化结构其中一个距离传感器51直接省略形变检测座5，安装于第二定位座。

信息识别机构为RFID 射频接收器6，RFID 射频接收器6不仅能够快速识别大量信息，还能够进行储存，便于获取了解各减速器的准确信息，及时改进加工环节。

检测平台2相对水平面呈倾斜状并随着靠近机架1前端高度逐渐降低，更符合操作人员取放减速器的姿势，能够省力的将减速器放置于检测平台2上，同时还能模拟倾斜的工作环境。

上述电控元件均连接控制器8进行同一控制及数据记录，控制器具有显示用的显示器及操作用的键盘。

Claims (8)

1.一种齿轮齿条一体化传动系统测试设备，其特征在于：包括机架及设置于机架上的检测平台，所述的检测平台中部设置有隔板将检测平台分隔为第一检测区域及第二检测区域，所述的检测平台位于第一检测区域及第二检测区域分别设置有检测装置，所述的检测装置包括第一定位座、第二定位座、主检测电机、限位机构、信息识别机构、位移检测机构、形变检测机构及负载模拟机构，所述的第一定位座支撑于壳体与齿轮轴及齿条轴啮合位置相对应的位置，所述的第二定位座支撑于壳体与齿条轴较长侧端部相对应的位置，所述的限位机构限位装置将壳体限位于第一定位座及第二定位座，所述的主检测电机固定于检测平台与齿轮轴对应的位置并与齿轮轴构成驱动配合，所述的信息识别机构位于靠近齿条轴的射频模块的位置并用于接收并记录射频模块所提供的减速器信息，所述的位移检测机构分别位于齿条轴移动轨迹的两端并在齿条轴经过时记录时间点，所述的形变检测机构与壳体外侧面对应并用于检测壳体外侧面形变，所述的负载模拟机构在齿条轴移动时给予其负载，使检测装置具有在负载模拟机构给予齿条轴负载的负载检测状态及负载模拟机构取消齿条轴负载的空载检测状态。

2.根据权利要求1所述的齿轮齿条一体化传动系统测试设备，其特征在于：所述的负载模拟机构包括被动负载头、主动负载头、负载轨道及间距调节组件，所述的负载轨道沿第一定位座与第二定位座的排布方向设置于检测平台并分别向两端延伸，所述的被动负载头及主动负载头分别位于齿条轴两端，所述的被动负载头包括滑移于负载轨道的被动负载座，所述的被动负载座设置有与齿条轴端部联动的被动负载杆，所述的主动负载头包括滑移于负载轨道的主动负载座，所述的主动负载座设置有与齿条轴端部相抵的动负载杆及驱动动负载杆沿负载轨道平行方向靠近或远离齿条轴端部的调力气缸，所述的调力气缸与动负载杆的联动处设置有检测齿条轴作用力的力传感器，所述的间距调节组件调节被动负载头与主动负载头的间距与齿条轴长度相适配。

3.根据权利要求2所述的齿轮齿条一体化传动系统测试设备，其特征在于：所述的间距调节组件包括第一调节气缸及第二调节气缸，所述的第一调节气缸及第二调节气缸均位于检测平台下方，所述的第一调节气缸包括第一缸体及相对第一缸体伸缩的第一气缸轴，所述的第一缸体设置有穿过检测平台并与主动负载座相固定的第一联动臂，所述的检测平台沿负载轨道平行方向设置有供第一联动臂穿过的第一联动孔，所述的第二调节气缸包括第二缸体及相对第二缸体伸缩的第二气缸轴，所述的第一气缸轴与第二气缸轴同轴排布且通过联轴器连接，所述的第二缸体设置有穿过检测平台并与被动负载座相固定的第二联动臂，所述的检测平台沿负载轨道平行方向设置有供联动臂穿过的第二联动孔。

4.根据权利要求2所述的齿轮齿条一体化传动系统测试设备，其特征在于：所述的限位机构包括与第一定位座位置相对应的第一限位机构和第二限位机构及与第二定位座位置相对应的第三限位机构，所述的第一限位机构包括第一升降气缸、第一限位臂、第一上限位块及第一下限位块，所述的第一限位臂铰接于检测平台，其远离壳体的一端在第一升降气缸的驱动下竖向摆动，靠近壳体的一端位于壳体上方并用于安装第一上限位块，所述的第一上限位块的下端面包括与壳体上端面形状相适配并呈弧形状的第一分部及呈平面状的第二分部，所述的第一下限位块固定于检测平台并呈柱状，所述的第一下限位块上端面呈球冠状并抵于壳体，与第一上限位块的第一分部构成对壳体边缘进行限位的第一限位腔，所述的第二限位机构包括第二升降气缸、第二限位臂、第二上限位块及第二下限位块，所述的第二限位臂铰接于检测平台，其远离壳体的一端在第二升降气缸的驱动下竖向摆动，靠近壳体的一端位于壳体上方并用于安装第二上限位块，所述的第二上限位块呈与壳体上端面形状相适配的平面状，所述的第二下限位块固定于检测平台并呈柱状，所述的第二下限位块上端面呈球冠状并抵于壳体，与第二上限位块构成对壳体边缘进行限位的第二限位腔，所述的第一限位腔及第二限位腔分别位于壳体两侧的边缘，所述的第三限位机构包括第三升降气缸、第三限位臂及第三限位块，所述的第三限位臂铰接于检测平台，所述的第三限位臂用于安装第三限位块并在第三升降气缸的驱动下竖向摆动，所述的第三限位块呈圆台状且圆台较小端朝向壳体，所述的第三限位块与第二定位座构成对壳体进行限位的第三限位腔。

5.根据权利要求2所述的齿轮齿条一体化传动系统测试设备，其特征在于：所述的位移检测机构包括固定于检测平台并呈U形状的支架，所述的支架的U形内部两侧分别设置有红外传感器的发射端及接收端，所述的发射端和接收端在齿条轴移动至轨迹末端时被齿条轴阻挡于两者之间。

6.根据权利要求2所述的齿轮齿条一体化传动系统测试设备，其特征在于：所述的形变检测机构包括固定于检测平台的形变检测座及安装于形变检测座的距离传感器，所述的距离传感器对应壳体设置有位于壳体外侧壁的检测位置，该检测位置有两个，其中一个靠近齿轮轴及齿条轴啮合位置，另一个位于壳体与第二定位座对应的部分。

7.根据权利要求2所述的齿轮齿条一体化传动系统测试设备，其特征在于：所述的信息识别机构为RFID 射频接收器。

8.根据权利要求1所述的精密蜗轮蜗杆减速器装配与测试设备，其特征在于：所述的检测平台相对水平面呈倾斜状并随着靠近机架前端高度逐渐降低。