CN110879142A - 一种单自由度关节臂运动试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单自由度关节臂运动试验台，包括伺服驱动系统、减速箱、电机底座、轴套式编码器、传动轴、关节臂、铝型材底座。本发明的实验对象为减速箱和伺服系统，当减速箱机械性能退化时，在实验台上可通过采集系统采集出轴套式编码器脉冲信号和伺服电机内置编码器脉冲信号，使用电脑分析软件计算出减速机输出精度以及长期运行导致的误差；还可通过RS485协议与伺服驱动器进行通讯，实时读取伺服电机运行时其三项电流信号、转速信号、转矩信号等，检测伺服电机的运行状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种单自由度关节臂运动试验台，属于工业机器人关节臂减速箱故障检测技术领域。
背景技术
通常来说，人们所指的机器人多数是工业机器人，科学技术的飞速发展，特别是计算机技术的发展，极大地促进了机器人系统的复杂化、智能化，使得机器人广泛应用于工业、医疗、太空和深海探索等各个方面。工业机器人已经被广泛应用到各种自动化生产线上，伺服驱动系统和传动机构作为工业机器人关节的重要组成部分，在工业机器人的实际应用中，传动系统存在着摩擦、齿轮间隙和刚度变化等各种实际机械误差，会对伺服驱动系统的控制输出造成影响，从而影响了工业机器人的精密性，可以说传动系统的性能的好坏，直接关系到整个工业机器人工作品质的高低，因此探究工业机器人工作中机械性能退化对伺服控制过程和末端输出造成的影响是非常必要的。
目前，使用编码器等位移传感器测量减速机的输入输出信号是测试减速机性能的主要手段，李充宁等发明了一种高精度传动误差检测系统，其主要特点是利用两个高精度空心轴角度编码器分别装在被测减速机的输入、输出轴上，直接同步检测被测减速机输入端和输出端的转角信号；石照耀等发明了齿轮动态传动误差测量方法及测量装置，使用高精度圆光栅获取主、被齿轮的角位置的信息，获得齿轮动态传动误差，并利用工况模拟系统模拟齿轮实际工作系统状态，提高动态传动误差的测量精度和可信度。
上述实验检测平台主要以研究减速机性能为主，但对于工业机器人精度研究来说，研究减速机机械性能是一个方面，但对于伺服控制系统运行状态和控制精度的研究也是非常重要的。本发明模拟工业机器人单自由度关节臂的运动，使用伺服交流电机作为动力源，在使用电机内置编码器与轴套式编码器检测减速机输入与输出转角信号的基础上，同时使用RS485协议与伺服驱动器进行通讯，检测伺服电机工作时其电流、转速、转矩等信号，从减速机和伺服系统两个方面对工业机器人关节进行精度研究。
发明内容
本发明提供了一种单自由度关节臂运动试验台，该结构以减速箱和伺服系统为实验对象，通过该结构实现单自由度关节臂模仿机器人的运动，进而用于分析减箱机械性能下降对伺服控制系统造成的影响、分析出减速箱4机械性能衰退对关节臂11末端输出精度的影响程度。
本发明的技术方案是：一种单自由度关节臂运动试验台，包括伺服驱动系统、减速箱4、电机底座、轴套式编码器7、传动轴9、关节臂11、铝型材底座18；
所述伺服驱动系统用于提供动力控制关节臂11运动轨迹；
所述减速箱4用于伺服驱动系统中交流伺服电机3的降速和增大输出转矩；
所述电机底座用于固定和支撑交流伺服电机3与减速箱4；
所述轴套式编码器7用于监测减速箱4的输出转角与转速；
所述传动轴9用于连接固定关节臂11，并将交流伺服电机3输出动力传至关节臂11；
所述关节臂11用于模拟工业机器人单关节的运动情况；
所述铝型材底座19用于固定和支撑伺服驱动系统、减速箱4、电机底座、轴套式编码器7、传动轴9、关节臂11。
所述伺服驱动系统包括驱动器底座1、伺服驱动器2、交流伺服电机3；其中驱动器底座1设有的通孔Ⅰ1-2通过外六角螺栓与伺服驱动器2连接，驱动器底座1设有直槽口Ⅰ1-1通过T型螺栓与铝型材底座18连接，用于将伺服驱动器2固定在铝型材底座18上；交流伺服电机3的动力输出轴Ⅰ3-2与减速箱4的动力输入孔4-2通过键连接，用于传递交流伺服电机3的动力，交流伺服电机3的法兰盘Ⅰ3-1上设有的通孔Ⅱ3-3通过内六角螺栓与减速箱4的后端法兰盘4-1上的通孔4-3连接，用于将交流伺服电机3与减速箱4连接固定在一起。
所述减速箱4包括后端法兰盘4-1、动力输入孔4-2、通孔Ⅲ4-3、前端法兰盘4-4、动力输出轴Ⅱ4-5、通孔Ⅳ4-6、齿轮箱4-7、法兰盘圆台4-8；其中齿轮箱4-7前端装有前端法兰盘4-4、后端装有后端法兰盘4-1，前端法兰盘4-4前端装有法兰盘圆台4-8用于与电机底座的连接板5配合；后端法兰盘4-1上设有的通孔4-3与交流伺服电机3的法兰盘Ⅰ3-1上设有的通孔Ⅱ3-3通过内六角螺栓连接，用于连接固定交流伺服电机3与减速箱4；前端法兰盘4-4上设有的通孔Ⅳ4-6与电机底座的连接板5上的通孔Ⅴ5-2通过内六角螺栓连接，用于将减速箱4和交流伺服电机3固定在电机底座上；动力输入孔4-2与交流伺服电机3的动力输出轴Ⅰ3-2通过键配合连接，用于传递交流伺服电机3的动力；动力输出轴Ⅱ4-5用于安装轴套式编码器7，并用于通过刚性联轴器8与传动轴9连接。
所述电机底座包括连接板5、加强筋16、固定板17；其中连接板5中部通孔Ⅵ5-3与减速箱4的法兰盘圆台4-8配合，用于支撑减速箱4；连接板5中部通孔Ⅵ5-3外周均布四个通孔Ⅴ5-2，通过内六角螺栓与减速箱4上的四个通孔Ⅳ4-6连接，用于连接固定减速箱4；连接板5下方对称分布着四个沉头孔，其中沉头孔Ⅰ5-4通过沉头螺栓与加强筋16上螺纹孔Ⅳ16-1连接，沉头孔Ⅱ5-5通过沉头螺栓与固定板17上螺纹孔Ⅵ17-1连接，加强筋16上螺纹孔Ⅴ16-2通过沉头螺栓与固定板17上沉头孔Ⅲ17-2连接固定，固定板17上设有通孔Ⅸ17-3通过T型螺栓与铝型材底座18连接，将整个电机底座固定在铝型材底座18上。
所述轴套式编码器7套在减速箱4的动力输出轴Ⅱ4-5上，编码器连接件6的直槽口Ⅲ6-2通过螺钉与轴套式编码器7的螺纹孔Ⅱ7-1连接固定；编码器连接件6的直槽口Ⅱ6-1通过螺钉与电机底座中连接板5的螺纹孔Ⅰ5-1连接。
所述传动轴9为阶梯轴，从一端往另一端设有C型键槽9-5、轴肩9-4、轴颈9-3、A型键槽9-2、带螺纹轴头9-1；其中C型键槽9-5通过刚性联轴器8与减速箱4的动力输出轴Ⅱ4-5连接，用锁紧螺钉8-1拧紧；轴颈9-3与轴承座10中的轴承10-1通过间隙配合；轴肩9-4与轴承座10靠近刚性联轴器8一侧外圈接触，用于传动轴9的轴向定位，轴承座10另一侧外圈与关节臂11一端的安装口11-1一侧接触；轴承座10的底部通孔Ⅶ10-2通过T型螺栓与铝型材底座18连接，用于固定轴承座10，并支撑传动轴9与关节臂11；通过在A型键槽9-2放置键将关节臂11周向固定在传动轴9上，带动其运动，使用两个圆螺母12拧在带螺纹轴头9-1上，用于将关节臂11轴向固定在传动轴9上。
所述关节臂11主体部分一端设有安装口11-1，安装口11-1的厚度大于主体部分的厚度，关节臂安装口11-1为通孔，并开设键槽，与传动轴9的带螺纹轴头9-1使用键连接配合，采用间隙配合方式安装；关节臂安装口11-1一侧与轴承座10-1外圈接触，关节臂安装口11-1另一侧用圆螺母12拧紧，用于将关节臂11轴向固定在传动轴9上；关节臂下端开有通孔Ⅷ11-2，依次均匀直线排列，用于安装可移动负载13。
所述负载13为哑铃状，通过螺栓15将负载13固定在关节臂11的通孔Ⅷ11-2处，并用外六角螺母14拧紧。
所述铝型材底座18为铝型材通过连接角件19搭建而成，铝型材底座18板材开有T型凹槽，能通过T型螺栓与驱动器底座1、电机底座、轴承座10连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明旨在研究工业机器人单自由度关节臂的运动精度，实验对象为减速箱和伺服系统，当减速箱机械性能退化时，在实验台上可通过采集系统采集出轴套式编码器脉冲信号和伺服电机内置编码器脉冲信号，使用电脑分析软件计算出减速机输出精度以及长期运行导致的误差；还可通过RS485协议与伺服驱动器进行通讯，实时读取伺服电机运行时其三项电流信号、转速信号、转矩信号等，检测伺服电机的运行状态。
2、由于工业机器人是一个六自由度的复杂机电耦合系统，进行试验时操作复杂，并且影响因素繁多，本发明模拟的是工业机器人的一个关节，操作简便，可以准确的分析导致误差的影响因素。
附图说明
图1为本发明整体装配示意图；
图2为本发明驱动器固定座示意图；
图3为本发明交流伺服电机示意图；
图4为本发明减速箱示意图；
图5为本发明电机底座结构示意图；
图6为本发明电机底座连接板结构示意图；
图7为本发明电机底座加强筋结构示意图；
图8为本发明电机底座底板结构示意图；
图9为本发明编码器连接件结构示意图；
图10为本发明轴套式编码器结构示意图；
图11为本发明联轴器结构示意图；
图12为本发明传动轴结构示意图；
图13为本发明轴承座结构示意图；
图14为本发明关节臂结构示意图；
图15为本发明哑铃状负载结构示意图；
图中各标号为：1-驱动器固定座、1-1-直槽口Ⅰ、1-2-通孔Ⅰ、2-伺服驱动器、3-交流伺服电机、3-1-法兰盘Ⅰ、3-2-动力输出轴Ⅰ、3-3-通孔Ⅱ、4减速箱、4-1-后端法兰盘、4-2-动力输入孔、4-3-通孔Ⅲ、4-4-前端法兰盘、4-5-动力输出轴Ⅱ、4-6-通孔Ⅳ、4-7-齿轮箱、4-8-法兰盘圆台、5-连接板、5-1-螺纹孔Ⅰ、5-2-通孔Ⅴ、5-3-通孔Ⅵ、5-4-沉头孔Ⅰ、5-5-沉头孔Ⅱ、6-编码器连接件、6-1-直槽口Ⅱ、6-2-直槽口Ⅲ、7-轴套式编码器、7-1-螺纹孔Ⅱ、7-2-螺纹孔Ⅲ、8-联轴器、8-1-锁紧螺钉、9-传动轴、9-1-轴头、9-2-A型键槽、9-3-轴颈、9-4-轴肩、9-5-C型键槽、10-轴承座、10-1轴承、10-2-通孔Ⅶ、11-关节臂、11-1-安装口、11-2-通孔Ⅷ、12-圆螺母、13-负载、14-外六角螺母、15-螺栓、16-加强筋、16-1-螺纹孔Ⅳ、16-2-螺纹孔Ⅴ、17-电机底座底板、17-1-螺纹孔Ⅵ、17-2-沉头孔Ⅲ、17-3-通孔Ⅸ、18-铝型材底座、19-连接角件。
具体实施方式
实施例1：如图1-15所示，一种单自由度关节臂运动试验台，包括伺服驱动系统、减速箱4、电机底座、轴套式编码器7、传动轴9、关节臂11、铝型材底座18；
所述伺服驱动系统用于提供动力控制关节臂11运动轨迹；所述减速箱4用于伺服驱动系统中交流伺服电机3的降速和增大输出转矩；所述电机底座用于固定和支撑交流伺服电机3与减速箱4；所述轴套式编码器7用于监测减速箱4的输出转角与转速；所述传动轴9用于连接固定关节臂11，并将交流伺服电机3输出动力传至关节臂11；所述关节臂11用于模拟工业机器人单关节的运动情况；所述铝型材底座19用于固定和支撑伺服驱动系统、减速箱4、电机底座、轴套式编码器7、传动轴9、关节臂11。
进一步地，可以设置所述伺服驱动系统包括驱动器底座1、伺服驱动器2、交流伺服电机3；其中驱动器底座1设有的通孔Ⅰ1-2通过外六角螺栓与伺服驱动器2连接，驱动器底座1设有直槽口Ⅰ1-1通过T型螺栓与铝型材底座18连接，用于将伺服驱动器2固定在铝型材底座18上；交流伺服电机3的动力输出轴Ⅰ3-2与减速箱4的动力输入孔4-2通过键连接，用于传递交流伺服电机3的动力，交流伺服电机3的法兰盘Ⅰ3-1上设有的通孔Ⅱ3-3通过内六角螺栓与减速箱4的后端法兰盘4-1上的通孔4-3连接，用于将交流伺服电机3与减速箱4连接固定在一起。
进一步地，可以设置所述减速箱4包括后端法兰盘4-1、动力输入孔4-2、通孔Ⅲ4-3、前端法兰盘4-4、动力输出轴Ⅱ4-5、通孔Ⅳ4-6、齿轮箱4-7、法兰盘圆台4-8；其中齿轮箱4-7前端装有前端法兰盘4-4、后端装有后端法兰盘4-1，前端法兰盘4-4前端装有法兰盘圆台4-8用于与电机底座的连接板5配合；后端法兰盘4-1上设有的通孔4-3与交流伺服电机3的法兰盘Ⅰ3-1上设有的通孔Ⅱ3-3通过内六角螺栓连接，用于连接固定交流伺服电机3与减速箱4；前端法兰盘4-4上设有的通孔Ⅳ4-6与电机底座的连接板5上的通孔Ⅴ5-2通过内六角螺栓连接，用于将减速箱4和交流伺服电机3固定在电机底座上；动力输入孔4-2与交流伺服电机3的动力输出轴Ⅰ3-2通过键配合连接，用于传递交流伺服电机3的动力；动力输出轴Ⅱ4-5用于安装轴套式编码器7，并用于通过刚性联轴器8与传动轴9连接。
进一步地，可以设置所述电机底座包括连接板5、加强筋16、固定板17；其中连接板5中部通孔Ⅵ5-3与减速箱4的法兰盘圆台4-8配合，用于支撑减速箱4；连接板5中部通孔Ⅵ5-3外周均布四个通孔Ⅴ5-2，通过内六角螺栓与减速箱4上的四个通孔Ⅳ4-6连接，用于连接固定减速箱4；连接板5下方对称分布着四个沉头孔，其中沉头孔Ⅰ5-4通过沉头螺栓与加强筋16上螺纹孔Ⅳ16-1连接，沉头孔Ⅱ5-5通过沉头螺栓与固定板17上螺纹孔Ⅵ17-1连接，加强筋16上螺纹孔Ⅴ16-2通过沉头螺栓与固定板17上沉头孔Ⅲ17-2连接固定，固定板17上设有通孔Ⅸ17-3通过T型螺栓与铝型材底座18连接，将整个电机底座固定在铝型材底座18上。
不同于平常的焊接底座，此设计很好的规避了焊接底座带来的垂直度不够的问题，并且便于加工与安装，连接板与固定板连接处中间加两块加强筋，用于增加底座支撑减速机的强度，防止在试验台长期运转时由于振动使电机底座产生变形。
进一步地，可以设置所述轴套式编码器7套在减速箱4的动力输出轴Ⅱ4-5上，编码器连接件6的直槽口Ⅲ6-2通过螺钉与轴套式编码器7的螺纹孔Ⅱ7-1/螺纹孔Ⅲ7-2连接固定；编码器连接件6的直槽口Ⅱ6-1通过螺钉与电机底座中连接板5的螺纹孔Ⅰ5-1连接。
用于固定编码器外圈不随轴转动，实现精准实时读取减速箱的输出转速与转角。
进一步地，可以设置所述传动轴9为阶梯轴，从一端往另一端设有C型键槽9-5、轴肩9-4、轴颈9-3、A型键槽9-2、带螺纹轴头9-1；其中C型键槽9-5通过刚性联轴器8与减速箱4的动力输出轴Ⅱ4-5连接，用锁紧螺钉8-1拧紧；轴颈9-3与轴承座10中的轴承10-1通过间隙配合；轴肩9-4与轴承座10靠近刚性联轴器8一侧外圈接触，用于传动轴9的轴向定位，轴承座10另一侧外圈与关节臂11一端的安装口11-1一侧接触；轴承座10的底部通孔Ⅶ10-2通过T型螺栓与铝型材底座18连接，用于固定轴承座10，并支撑传动轴9与关节臂11；通过在A型键槽9-2放置键将关节臂11周向固定在传动轴9上，带动其运动，使用两个圆螺母12拧在带螺纹轴头9-1上，用于将关节臂11轴向固定在传动轴9上。
进一步地，可以设置所述关节臂11主体部分一端设有安装口11-1，安装口11-1的厚度大于主体部分的厚度，关节臂安装口11-1为通孔，并开设键槽，与传动轴9的带螺纹轴头9-1使用键连接配合，采用间隙配合方式安装；关节臂安装口11-1一侧与轴承座10-1外圈接触，关节臂安装口11-1另一侧用圆螺母12拧紧，用于将关节臂11轴向固定在传动轴9上；关节臂下端开有通孔Ⅷ11-2，依次均匀直线排列，用于安装可移动负载13。
主体部分厚度为10mm，安装口11-1厚度为30mm，使关节臂主体部分与铝型材底座18有了一定水平距离，避免了关节臂绕轴摆动时与铝型材底座18发生干涉；关节臂下端开五个直径为32mm的通孔Ⅷ11-2，依次均匀直线排列，中心距为120mm，用于安装可移动负载，可根据实验需求将负载安装在不同的通孔处，实现了有效质量载荷可调节，可以模拟工业机器人关节臂带不同负载下的运动情况。
进一步地，可以设置所述负载13为哑铃状，通过螺栓15将负载13固定在关节臂11的通孔Ⅷ11-2处，并用外六角螺母14拧紧。
进一步地，可以设置所述铝型材底座18为铝型材通过连接角件19搭建而成，铝型材底座18板材开有T型凹槽，能通过T型螺栓与驱动器底座1、电机底座、轴承座10连接。
所述铝型材底座18用于将伺服驱动系统、减速箱4、电机底座、轴套式编码器7、传动轴9、关节臂11全部固定在铝型材底座上，不同于一般试验台的铸铁底座，其材料为铝材质，价格便宜，安装方便简单，其整体高度及宽度满足关节臂的运动空间，并可根据实验需求随时调整；铝型材底座底部四周设计安装了四个支撑脚，增大了试验台的整体着地宽度，节省了材料，保证关节臂在快速摆动时铝型材底座的稳定性。
本发明的工作过程如下：
1、操作人员完成装配后，通过计算机向伺服驱动器2发送控制指令，使交流伺服电机3按照驱动器设定的目标位置、目标转速转动，进而实现关节臂11模仿机器人的运动；
2、操作人员可调整哑铃状负载13的安装位置和安装数量，实现有效质量载荷可调节，研究关节臂11在不同负载下的工作情况；
3、由于交流伺服电机3是由伺服驱动器2供电并控制的，故伺服驱动器2内部有交流伺服电机3的运行状态参数。可通过计算机使用RS485协议通讯方式与伺服驱动器建立通讯，读取出伺服驱动器2的控制参数和交流伺服电机3的电流、转速、转矩等参数。在减速机4运行一段时间后，会产生机械磨损导致性能下降，通过对比试验台运行前后的电流、转速、转矩等参数的变化，可分析减速机4机械性能下降对伺服控制系统造成的影响；
4、将轴套式编码器7的信号输出线连接到采集卡的输入通道上，再将采集卡通过USB接口与计算机，可在计算机中读取到轴套式编码器7运转时的脉冲波形，试验台使用的编码器精度为1万脉冲/圈，故一个脉冲代表0.036度，每个脉冲之间的间隔时间长短与转动速度有关，通过电脑编程对编码器脉冲计算可得到减速箱4工作中实际输出转角与转速。由于减速箱4的输入端与交流伺服电机3相连，故之前读取出的交流伺服电机3的转速和转角即为减速箱4的输入转速和转角，通过对比减速箱4输入与输出的转角和转速，可得到减速箱的输出误差，长期工作会导致减速箱4机械性能衰退，输出误差变大，使关节臂11运动精度降低，通过对比各个运行阶段的输出误差大小可分析出减速箱4机械性能衰退对关节臂11末端输出精度的影响程度。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：包括伺服驱动系统、减速箱（4）、电机底座、轴套式编码器（7）、传动轴（9）、关节臂（11）、铝型材底座（18）；
所述伺服驱动系统用于提供动力控制关节臂（11）运动轨迹；
所述减速箱（4）用于伺服驱动系统中交流伺服电机（3）的降速和增大输出转矩；
所述电机底座用于固定和支撑交流伺服电机（3）与减速箱（4）；
所述轴套式编码器（7）用于监测减速箱（4）的输出转角与转速；
所述传动轴（9）用于连接固定关节臂（11），并将交流伺服电机（3）输出动力传至关节臂（11）；
所述关节臂（11）用于模拟工业机器人单关节的运动情况；
所述铝型材底座（19）用于固定和支撑伺服驱动系统、减速箱（4）、电机底座、轴套式编码器（7）、传动轴（9）、关节臂（11）。
2.根据权利要求1所述的单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：所述伺服驱动系统包括驱动器底座（1）、伺服驱动器（2）、交流伺服电机（3）；其中驱动器底座（1）设有的通孔Ⅰ（1-2）通过外六角螺栓与伺服驱动器（2）连接，驱动器底座（1）设有直槽口Ⅰ（1-1）通过T型螺栓与铝型材底座（18）连接，用于将伺服驱动器（2）固定在铝型材底座（18）上；交流伺服电机（3）的动力输出轴Ⅰ（3-2）与减速箱（4）的动力输入孔（4-2）通过键连接，用于传递交流伺服电机（3）的动力，交流伺服电机（3）的法兰盘Ⅰ（3-1）上设有的通孔Ⅱ（3-3）通过内六角螺栓与减速箱（4）的后端法兰盘（4-1）上的通孔（4-3）连接，用于将交流伺服电机（3）与减速箱（4）连接固定在一起。
3.根据权利要求1所述的单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：所述减速箱（4）包括后端法兰盘（4-1）、动力输入孔（4-2）、通孔Ⅲ（4-3）、前端法兰盘（4-4）、动力输出轴Ⅱ（4-5）、通孔Ⅳ（4-6）、齿轮箱（4-7）、法兰盘圆台（4-8）；其中齿轮箱（4-7）前端装有前端法兰盘（4-4）、后端装有后端法兰盘（4-1），前端法兰盘（4-4）前端装有法兰盘圆台（4-8）用于与电机底座的连接板（5）配合；后端法兰盘（4-1）上设有的通孔（4-3）与交流伺服电机（3）的法兰盘Ⅰ（3-1）上设有的通孔Ⅱ（3-3）通过内六角螺栓连接，用于连接固定交流伺服电机（3）与减速箱（4）；前端法兰盘（4-4）上设有的通孔Ⅳ（4-6）与电机底座的连接板（5）上的通孔Ⅴ（5-2）通过内六角螺栓连接，用于将减速箱（4）和交流伺服电机（3）固定在电机底座上；动力输入孔（4-2）与交流伺服电机（3）的动力输出轴Ⅰ（3-2）通过键配合连接，用于传递交流伺服电机（3）的动力；动力输出轴Ⅱ（4-5）用于安装轴套式编码器（7），并用于通过刚性联轴器（8）与传动轴（9）连接。
4.根据权利要求1所述的单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：所述电机底座包括连接板（5）、加强筋（16）、固定板（17）；其中连接板（5）中部通孔Ⅵ（5-3）与减速箱（4）的法兰盘圆台（4-8）配合，用于支撑减速箱（4）；连接板（5）中部通孔Ⅵ（5-3）外周均布四个通孔Ⅴ（5-2），通过内六角螺栓与减速箱（4）上的四个通孔Ⅳ（4-6）连接，用于连接固定减速箱（4）；连接板（5）下方对称分布着四个沉头孔，其中沉头孔Ⅰ（5-4）通过沉头螺栓与加强筋（16）上螺纹孔Ⅳ（16-1）连接，沉头孔Ⅱ（5-5）通过沉头螺栓与固定板（17）上螺纹孔Ⅵ（17-1）连接，加强筋（16）上螺纹孔Ⅴ（16-2）通过沉头螺栓与固定板（17）上沉头孔Ⅲ（17-2）连接固定，固定板（17）上设有通孔Ⅸ（17-3）通过T型螺栓与铝型材底座（18）连接，将整个电机底座固定在铝型材底座（18）上。
5.根据权利要求1所述的单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：所述轴套式编码器（7）套在减速箱（4）的动力输出轴Ⅱ（4-5）上，编码器连接件（6）的直槽口Ⅲ（6-2）通过螺钉与轴套式编码器（7）的螺纹孔Ⅱ（7-1）连接固定；编码器连接件（6）的直槽口Ⅱ（6-1）通过螺钉与电机底座中连接板（5）的螺纹孔Ⅰ（5-1）连接。
6.根据权利要求1所述的单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：所述传动轴（9）为阶梯轴，从一端往另一端设有C型键槽（9-5）、轴肩（9-4）、轴颈（9-3）、A型键槽（9-2）、轴头（9-1）；其中C型键槽（9-5）通过刚性联轴器（8）与减速箱（4）的动力输出轴Ⅱ（4-5）连接，用锁紧螺钉（8-1）拧紧；轴颈（9-3）与轴承座（10）中的轴承（10-1）通过间隙配合；轴肩（9-4）与轴承座（10）靠近刚性联轴器（8）一侧外圈接触，用于传动轴（9）的轴向定位，轴承座（10）另一侧外圈与关节臂（11）一端的安装口（11-1）一侧接触；轴承座（10）的底部通孔Ⅶ（10-2）通过T型螺栓与铝型材底座（18）连接，用于固定轴承座（10），并支撑传动轴（9）与关节臂（11）；通过在A型键槽（9-2）放置键将关节臂（11）周向固定在传动轴（9）上，带动其运动，使用两个圆螺母（12）拧在带螺纹轴头（9-1）上，用于将关节臂（11）轴向固定在传动轴（9）上。
7.根据权利要求1所述的单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：所述关节臂（11）主体部分一端设有安装口（11-1），安装口（11-1）的厚度大于主体部分的厚度，关节臂安装口（11-1）为通孔，并开设键槽，与传动轴（9）的带螺纹轴头（9-1）使用键连接配合，采用间隙配合方式安装；关节臂安装口（11-1）一侧与轴承座（10-1）外圈接触，关节臂安装口（11-1）另一侧用圆螺母（12）拧紧，用于将关节臂（11）轴向固定在传动轴（9）上；关节臂下端开有通孔Ⅷ（11-2），依次均匀直线排列，用于安装可移动负载（13）。
8.根据权利要求7所述的单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：所述负载（13）为哑铃状，通过螺栓（15）将负载（13）固定在关节臂（11）的通孔Ⅷ（11-2）处，并用外六角螺母（14）拧紧。
9.根据权利要求1所述的单自由度关节臂运动试验台，其特征在于：所述铝型材底座（18）为铝型材通过连接角件（19）搭建而成，铝型材底座（18）板材开有T型凹槽，能通过T型螺栓与驱动器底座（1）、电机底座、轴承座（10）连接。
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Cited By (2)
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2019
- 2019-11-08 CN CN201911086350.3A patent/CN110879142A/zh active Pending
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