发明内容
本发明旨在解决上述背景技术中的问题。为此,我们提出一种RV减速器综合测试装置。
本发明的技术方案是:
根据本实施例的一种RV减速器综合测试装置,用于减速器输出轴的真实工况模拟测试,其特征在于,包括回转机构、X移动机构、Z移动机构、信息收集卡,用于安装回转机构的机架;计算机终端、显示终端;
其中,所述回转机构包括减速器,减速器的输入端安装有伺服电机,减速器的输出端连接有输出轴,所述输出轴与所述X移动机构连接,并驱动所述X移动机构回转运动,所述减速器的输出轴靠近机架的一侧固定有扭矩传感器;所述扭矩传感器用于检测减速器输出轴的磁通量,并生成扭矩信号;
其中,所述输出轴上安装有圆光栅,用于检测减速器输出轴的角位移量,并生成角位移信号;
其中,所述X移动机构上安装有Z移动机构,所述X移动机构驱动所述Z移动机构横向平移;
其中,所述Z移动机构上设有配重部,所述Z移动机构用于驱动所述配重部竖向运动;
所述信息收集卡获取减速器输出轴的角位移信号和扭矩信号,并传输至计算机终端,所述计算机终端处理角位移信号、扭矩信号,并得到减速器输出轴的扭矩及弯矩参数,显示在显示终端。
通过回转机构带动X移动机构作圆周运动,X移动机构带动Z移动机构横向移动以及在Z移动机构上竖向移动的配重部,这样,在圆周方向、横向及竖向多方位进行模拟减速器输出轴的受力状态,模拟减速器速输出轴的真实工况,检测精度高,再通过扭矩传感器及圆光栅将输出轴的角位移信号、扭矩信号实时地传送到计算机终端进行处理,使得检测人员可以在显示终端实时地查看减速器输出轴的扭矩及弯矩的动态检测结果,方便检测人员对检测结果进行查看、评估。
优选地,所述X移动机构包括水平安装部及水平驱动部,所述水平安装部的一端与所述输出轴连接,另一端与所述水平驱动部连接,所述Z移动机构穿设于所述水平安装部及所述水平驱动部,所述水平驱动部用于驱动所述Z移动机构沿所述水平安装部横向运动。在水平驱动部的驱动作用下,Z移动机构沿水平安装部在水平方向上左右运动,使载荷施加在水平安装部的位置不断变化,真实的模拟了减速器输出轴在不同水平位置的受力状态,测试结果精确。
优选地,所述水平安装部包括左端盖及右端盖,所述左端盖与所述输出轴连接,左端盖与右端盖之间设有导杆;所述水平驱动部包括安装在右端盖远离导杆一侧的轴向电机,所述轴向电机的执行端连接有轴向螺杆,所述Z移动机构穿设于所述轴向螺杆及导杆,所述轴向电机驱动所述轴向螺杆转动,使所述Z移动机构沿所述导杆横向运动。在轴向电机的驱动下,带动轴向螺杆转动,使得Z移动机构沿着导杆横向运动,充分利用了螺纹副的工作特性,结构合理,传动方式稳定。
优选地,所述Z移动机构包括竖直安装部及配重部;其中,竖直安装部包括与所述X移动机构连接的连接杆和安装于所述连接杆的驱动组件,所述配重部与所述驱动组件连接,所述驱动组件用于驱动所述配重部竖向运动。在驱动组件的驱动作用下,配重部在竖直方向上下运动,使其作用在输出轴上的载荷不断变化,真实模拟了减速器输出轴在不同载荷下的受力状态,测试结果精确。
优选地,所述驱动组件包括安装在所述连接杆顶部的径向电机和连接在所述径向电机输出端的径向螺杆,所述配重部与所述径向螺杆螺纹连接,所述径向电机驱动所述径向螺杆转动,使所述配重部沿所述径向螺杆竖向运动。在径向电机的驱动下,进而带动径向螺杆转动,使得配重部沿径向螺杆竖向运动,充分利用了螺纹副的工作特性,结构合理,传动稳定。
优选地,所述配重部包括与所述径向螺杆螺纹连接的滑块,所述滑块可拆卸连接有配重块。滑块与配重块可拆卸连接方便调整Z移动机构对减速器输出轴的载荷大小,灵活性好。
优选地,所述配重块为砝码。砝码的质量误差小,有利于精准控制载荷大小,提高测试精度。
优选地,所述右端盖内设置有轴承,所述轴承套接在所述轴向螺杆外周侧。轴承能更好的将轴向电机动力传递到轴向螺杆上,设计合理,容易实现。
所述机架上安装有三轴振动传感器,所述三轴振动传感器用于检测减速器的振动频率,所述信息收集卡获取减速器的振动频率信号,并传输至计算机终端,所述计算机终端处理振动频率信号,并得到减速器的振动频率参数,显示在显示终端。通过将三轴振动传感器获取的减速器的振动频率信号实时地传送到计算机终端进行处理,使得检测人员可以在显示终端实时地查看减速器运转时的振动频率,方便检测人员对检测结果进行查看、评估。
优选地,所述伺服电机通过端盖固定在所述机架上,所述端盖与所述减速器之间设有润滑脂,所述端盖内周壁安装有温度传感器且伸入所述润滑脂,用于探测所述润滑脂的温度,所述信息收集卡获取温度传感器的温度信号,所述计算机终端处理温度信号,并得到减速器内部的温度参数,显示在显示终端。通过将温度传感器获取的温度信号实时地传送到计算机终端进行处理,使得检测人员可以在显示终端实时地查看减速器运转时的内部温度,方便检测人员对检测结果进行查看、评估。
本发明的有益效果:
(1)回转机构带动X移动机构作圆周运动,X移动机构带动Z移动机构横向移动,在Z移动机构上竖向移动的配重部。这样,通过改变Z移动机构在水平方向上的位置,真实的模拟了减速器输出轴在不同水平位置的受力状态,再通过改变配重部在竖直方向上的位置,使其作用在输出轴上的载荷不断变化,真实模拟了减速器输出轴在不同载荷下的受力状态,再加上连接在X移动机构上的Z移动机构也随着输出轴的转动而转动,Z移动机构不断改变朝向,Z移动机构在不断改变朝向的过程中,使输出轴的受力方向也不断改变,使得输出轴的受力大小、受力位置及受力方向都可以实时进行调整,实现了对输出轴受力状态的全方位模拟,模拟了输出轴的真实工况,测试结果可信度高。
(2)该测试装置配置了多种类型传感器,可以获取减速器输出轴的弯矩信号、扭矩信号,减速器的振动频率信号以及减速器内部的温度信号,经计算机终端处理这一系列信号得到相应的参数,这样,检测人员可以在显示终端实时地查看相关参数的动态检测结果,方便测试人员对测试结果进行评估;同时,多种传感器的设置,为减速器的精度特性评估提供了更多的维度,检测结果可信度高。
(3)X移动机构及Z移动机构之间的传动以及Z移动机构与配重部之间的传动,充分利用了螺纹副的工作特性,实现了作用对输出轴上载荷的位置及载荷的大小真实工况的模拟,结构合理,容易实现,制造成本低。
(4)滑块与配重块可拆卸连接方便调整Z移动机构作用在减速器输出轴上的载荷大小,灵活性好。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“逆时针”、“顺时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接 ;可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例:
首先,介绍一下本实施例的应用场景,本申请实施例提供的测试装置100可以应用于高精度减速器的精度特性测试,例如:RV减速器,也可以应用于普通精度减速器的精度特性测试,应用范围广泛。
参见图1至图10,根据本实施例的测试装置100包括回转机构2、X移动机构3、Z移动机构4、信息收集卡6,用于安装回转机构2的机架1、计算机终端7、显示终端8。
参见图1至图3,回转机构2包括减速器21,减速器21的输入端通过端盖28与伺服电机22连接,伺服电机22配备了编码器,减速器21的输出端连接有输出轴23,在输出轴23远离机架1的一端设有连接盖230,连接盖230与X移动机构3的左端盖310螺钉连接,这样,当伺服电机22驱动输出轴23转动时,X移动机构3与输出轴23同步转动,结构简单,传输稳定。
参见图2,在减速器21的输出轴23靠近机架1的一侧固定有扭矩传感器24,扭矩传感器24用于检测输出轴23的磁通量,并生成扭矩信号,此时的扭矩信号为模拟信号,编码器采集扭矩的模拟信号,并将其转换成一种计算机终端7可识别的数字信号,信息收集卡采集扭矩的数字信号,并输送到计算机终端7进行处理,计算机终端7计算扭矩参数,扭矩参数显示在显示终端8上。这样,检测人员就可以在显示终端8实时地查看扭矩参数的动态检测结果,方便测试人员对测试结果进行查看、评估。
应当说明的是,本实施例中的计算机终端7可以是工况机,也可以是普通的台式计算机,还可以是笔记本电脑,本发明对此不作限定。考虑到本发明实施例测试装置100的使用环境,优先选用抗干扰能力强、工作稳定的工况机。
另外,在减速器21的输出轴23上还安装有圆光栅25,用于检测输出轴23的角位移量,并生成角位移信号,此时的角位移信号为模拟信号,模拟信号经编码器采集,并将其转换成一种计算机终端7可识别的数字信号,信息收集卡6采集角位移的数字信号,并输送到计算机终端7进行处理,计算机终端7计算弯矩参数,弯矩参数显示在显示终端8上。这样,检测人员就可以在显示终端8实时地查看扭矩参数的动态检测结果,方便测试人员对测试结果进行查看、评估。
参见图1,作为补充说明,测试装置100的X移动机构3随着回转机构2做回转运动,连接在X移动机构3上的Z移动机构4也随着转动,不断改变朝向,Z移动机构4在不断改变朝向的过程中,使输出轴23的受力方向也不断改变,测试装置100的输出轴23的受力大小、受力位置及受力方向都可以实时进行调整,传感器及时的将获取的数据统合到计算机终端7进行计算模拟,并最终将模拟得到的数据显示在显示终端8,从而,检测人员可以实时的查看这些动态变化的数据,以便对减速器21的输出轴23相关参数形成连续性的跟踪、评估,进而对减速器21在制造过程中存在的问题,提出针对性意见。
以下,就圆光栅25的具体的安装位置及如何安装的做详细说明,参见图2及图9,圆光栅25位于扭矩传感器24的右端,圆光栅25通过螺钉固定在安装盖250上,安装盖250内部呈锥度设计,安装盖250与输出轴23锥度配合连接,输出轴23的右端设有螺纹,锁紧螺母29旋入螺纹锁紧安装盖250。锥度配合的方式,工艺简单,且固定效果稳定。
参见图1、图4及图5,X移动机构3包括水平安装部31及水平驱动部32,水平安装部31的一端与输出轴23连接,另一端与水平驱动部32连接,Z移动机构4穿设于水平安装部31及水平驱动部32,水平驱动部32用于驱动Z移动机构4沿水平安装部31横向运动。在水平驱动部32的驱动作用下,Z移动机构4沿水平安装部31在水平方向上左右运动,使载荷施加在水平安装部31的位置不断变化,真实的模拟了减速器21输出轴23在不同水平位置的受力状态,测试结果精确。
更具体的,水平安装部31包括左端盖310及右端盖312,左端盖310与输出轴23连接,左端盖310与右端盖312之间设有导杆311;水平驱动部32包括安装在右端盖312远离导杆311一侧的轴向电机321,轴向电机321的执行端连接有轴向螺杆320,Z移动机构4穿设于轴向螺杆320及导杆311,轴向电机321驱动轴向螺杆320转动,使Z移动机构4沿导杆311横向运动。在轴向电机321的驱动下,进而带动轴向螺杆320转动,使得Z移动机构4沿着导杆311横向运动,充分利用了螺纹副的工作特性,结构合理,传动方式稳定。
进一步地,右端盖312内设置有轴承36,轴承36套接在轴向螺杆320外周侧。轴承36能更好的将轴向电机321动力传递到轴向螺杆320上,设计合理,容易实现。
参见图1,应当说明的是,轴向螺杆320穿过Z移动机构4上的连接杆410,延伸至左端盖310,但不于左端盖310固定连接,轴向螺杆320转动的直接动力源来自轴向电机321。从安全及美观的角度考虑,在左端盖310上开孔,连接杆410延伸至孔内。
参见图1、图6至图8,Z移动机构4包括竖直安装部41及配重部43;其中,竖直安装部41包括与X移动机构3连接的连接杆410和安装于连接杆410的驱动组件420,配重部43与驱动组件420连接,驱动组件420用于驱动配重部43竖向运动。在驱动组件420的驱动作用下,配重部43在竖直方向上下运动,使其作用在输出轴23上的载荷不断变化,真实模拟了减速器21的输出轴23在不同载荷下的受力状态,测试结果精确。
更具体的,驱动组件420包括安装在连接杆410顶部的径向电机4200和连接在径向电机4200输出端的径向螺杆4210,配重部43与径向螺杆4210螺纹连接,径向电机4200驱动径向螺杆4210转动,使配重部43沿径向螺杆4210竖向运动。在径向电机4200的驱动下,进而带动径向螺杆4210转动,使得配重部43沿径向螺杆4210竖向运动,充分利用了螺纹副的工作特性,结构合理,传动稳定。
另外,考虑到Z移动机构4在做圆周运动时需要足够的空间,故,Z移动机构4的长度不能超过其与机架1之间的间距,避免出现Z移动机构4在做圆周运动时与机架1发生碰撞。
参见图7至图8,配重部43包括与径向螺杆4210螺纹连接的滑块430,滑块430可拆卸连接有配重块431。滑块430与配重块431可拆卸连接方便调整Z移动机构4对输出轴23的载荷大小,灵活性好。
参见图8,在本实施中滑块430与配重块431采用的是螺栓连接,螺栓穿过配重块431与滑块430固定连接,旋入螺母对配重块431进行固定,此连接方式仅作为示例性的,不应理解为对本发明的限制。
请继续参见图8,为了提高测试精度,配重块431设置为砝码。砝码的质量误差小,有利于精准控制载荷大小,提高测试精度。
另外,应当说明的是,本实施例的测试装置100在运转过程中,回转机构2的转动角度不超过360°,即回转机构2在0-360°之间往复旋转运动。这样,可避免轴向电机321和径向电机4200的电源线在转动过程中与X移动机构3发生缠绕,安全性高。
参见图2,为了精确控制伺服电机22、轴向电机321及径向电机4200的旋转角度及运转速度,在伺服电机22、轴向电机321和径向电机4200上均安装了驱动器。附图中仅示出伺服电机22的驱动器220,轴向电机321及径向电机4200的驱动器未示出。
另外,本发明实施例的测试装置100,为控制伺服电机22、轴向电机321及径向电机4200的运转速度、运转角度及正反转,采用的是PLC程序,在计算机终端7即可完成对伺服电机22、轴向电机321及径向电机4200的控制,操作方便。由于此实施方式就本领域技术人员而言是不需要付出创造性劳动即可获得的,故,不再详述。
本实施例的测试装置100,为了从多个维度对减速器21的精度特性进行评价,使测试的结果可靠性更高,故,配备了三轴振动传感器5,以监控减速器21在运转时的振动频率,提高测试精度。
参见图1、图10,机架1上安装有三轴振动传感器5,三轴振动传感器5用于检测减速器21的振动频率,信息收集卡6获取减速器21的振动频率信号,此时的振动频率信号是一种模拟信号,模拟信号经编码器采集,并将其转换成一种计算机终端7可识别的数字信号,信息收集卡6采集振动频率的数字信号,并传输至计算机终端7进行处理,计算机终端7计算振动频率参数,振动频率参数显示在显示终端8。通过将三轴振动传感器5获取的减速器21的振动频率信号实时地传送到计算机终端7进行处理,这样,检测人员就可以在显示终端8实时地查看振动频率参数的动态检测结果,方便测试人员对测试结果进行查看、评估。
三轴振动传感器5可以是一个,也可以是多个,本发明的实施例对此不作限定。设置多个三轴振动传感器5可以对减速器21不同位置的振动频率进行监控,有利于进一步提高测试结果的可靠度。
除此之外,本实施例的测试装置100还可以对减速器21的内部进行温度的监控,进一步提升测试的精度,具体实施方式如下:
参见图1、图3及图10,伺服电机22通过端盖28固定在机架1上,端盖28与减速器21之间设有润滑脂26,温度传感器27安装在端盖28内周壁且伸入润滑脂26,用于探测润滑脂26的温度,信息收集卡6获取温度传感器27的温度信号,编码器将温度传感器27采集的温度模拟信号转化成计算机终端7可识别的温度数字信号,信息收集卡6采集温度的数字信号,并传输至计算机终端7进行处理,计算机终端7计算得到温度参数,温度参数显示在显示终端8。这样,检测人员可以在显示终端8实时地查看减速器21运转时的内部温度,方便检测人员对检测结果进行查看、评估。
该测试装置100通过回转机构2带动X移动机构3作圆周运动,X移动机构3带动Z移动机构4横向移动,在Z移动机构4上竖向移动的配重部43。这样,通过改变Z移动机构4在水平方向上的位置,真实的模拟了减速器21的输出轴23在不同水平位置的受力状态;再通过改变配重部43在竖直方向上的位置,使其作用在输出轴23上的载荷不断变化,真实模拟了减速器21的输出轴23在不同载荷下的受力状态;再加上连接在X移动机构3上的Z移动机构4也随着输出轴23的转动而转动,Z移动机构4不断改变朝向,Z移动机构4在不断改变朝向的过程中,输出轴23的受力方向也不断改变,使得输出轴23的受力大小、受力位置及受力方向都可以实时进行调整,实现了对输出轴23受力状态的全方位模拟,模拟了输出轴23的真实工况,测试结果可信度高;再通过传感器及时的将获取的数据统合到计算机终端7进行计算模拟,并最终将模拟得到的数据显示在显示终端8,从而,检测人员可以实时的查看这些动态变化的数据,以便对减速器21的输出轴23相关参数形成连续性的跟踪、评估,进而对减速器21在制造过程中存在的问题,提出针对性意见。该测试装置100真实的模拟了减速器21的输出轴23的工况,测试精度高,具有较高的实用价值。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。