CN113281036B - 一种精密减速器输入端锁紧装置及锁紧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精密减速器输入端锁紧装置及锁紧方法，包括平台、精密减速器支架、安装板、电磁离合器定子组件、电磁离合器转子组件、输入轴、法兰盘、限位机构、限位机构支架和手轮；通过控制电磁离合器定子组件中线圈的通断电来实现精密减速器输入端的固定和释放，使精密减速器输入端锁紧过程实现自动化，提升回差测试效率。通过安装板直接将电磁离合器定子固定连接在精密减速器支架上，使精密减速器输入端到电磁离合器定子组件和电磁离合器转子组件上电时吸合位置之间的距离尽可能的短，从而实现在精密减速器输出端加载测试回差的过程中，所施加的转矩传递到这段连接轴所引起的变形尽可能的小，减小轴变形产生的误差，保证测试精度。

Description

一种精密减速器输入端锁紧装置及锁紧方法
技术领域
本发明涉及精密齿轮传动装置性能测试技术领域，更具体地说是一种精密减速器输入端锁紧装置及锁紧方法。
背景技术
随着我国传统产业转型升级的持续推进，以及企业自身提质降成增效的内在需求，工业机器人在生产现场的应用越来越广泛。精密减速器是工业机器人的核心部件，其回差的大小将影响整机的重复定位精度和动态性能。精密减速器的回差是指输入端运动方向改变后到输出端运动方向跟随改变时，输出端在转角上的滞后量。工业机器人经常做往复运动，因此精密减速器的回差对整机性能带来的影响就显得特别突出。
国家标准《GB/T 35089—2018机器人用精密齿轮传动装置试验方法》规定，采用滞回曲线法获取精密减速器的回差：将输入端锁紧，给输出端逐渐加载至额定转矩后卸载，再反向逐渐加载至额定转矩后卸载，记录输出端对应的转矩、转角值，从而可以绘制出转角关于转矩的滞回曲线，在该曲线上，取±3％额定转矩处两组交点的中点的转角差的绝对值，即为回差。由于零件的加工精度、装配工艺等因素的影响，在精密减速器输出端的不同转角处测试得到的回差大小不一定相等，因此在实际测试中，往往在其输出端一转范围内进行多处测试，且测试位置均匀分布，取测试结果的平均值或最大值作为精密减速器的回差。
现有的精密减速器回差测试装置，精密减速器输入端的锁紧都采用机械方式，锁紧和解锁操作，都是采用人力干预的方式进行。每次切换回差测试位置时，需要依靠人力干预的方式操作锁紧装置先进行精密减速器输入端的解锁，控制动力源驱动精密减速器的输出端旋转，使精密减速器输出端旋转到达新的测试位置后还需再次依靠人力干预的方式操作锁紧装置锁紧精密减速器的输入端，才能对新位置的回差进行测试。现有的精密减速器输入端锁紧装置，自动化程度低、整个操作过程繁琐、耗时，影响了回差的测试效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种精密减速器输入端锁紧装置及锁紧方法，本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种用于精密减速器输入端的锁紧装置，实现精密减速器输入端的锁紧及解锁功能，克服当前切换测试位置操作繁琐的不足。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种精密减速器输入端锁紧装置，包括平台、精密减速器支架、安装板、电磁离合器定子组件、电磁离合器转子组件、输入轴、法兰盘、限位机构、限位机构支架和手轮；所述电磁离合器定子组件通过安装板固定连接在精密减速器支架上；所述电磁离合器转子组件固定连接在限位机构的旋转轴上，限位机构固定连接在限位机构支架上，限位机构支架固定连接在平台上；所述输入轴通过法兰盘和限位机构的旋转轴同轴固定连接；所述旋转轴的末端装有一个手轮。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种精密减速器输入端锁紧装置，所述限位机构，包括限位体、压环、精密锁紧螺母、旋转轴、轴承一、内隔套、外隔套、轴承二、隔圈；所述限位体固定连接在限位机构支架上，压环固定连接在限位体上，精密锁紧螺母固定连接在旋转轴上；旋转轴与轴承一和轴承二的内圈通过过盈配合安装，轴承一和轴承二安装在限位体内；轴承一和轴承二的外圈通过外隔套隔离，轴承一和轴承二的内圈通过内隔套隔离；限位体的内孔台阶和旋转轴的轴肩分别抵住轴承一的外圈和内圈，精密锁紧螺母抵住轴承二的外圈，轴承二和压环之间的间隙通过隔圈调整。
一种精密减速器输入端锁紧方法，该精密减速器输入端锁紧方法包括以下步骤：
步骤一：精密减速器输出端在动力源的驱动下旋转到要求的转角位置；
步骤二：给电磁离合器定子组件内的线圈供电，线圈通电后产生磁场，衔铁被磁场吸引，电磁离合器接合，衔铁与电磁离合器定子组件中的摩擦板结合产生摩擦力阻止输入轴转动，精密减速器输入端被锁紧，此时可以在精密减速器的输出端进行回差测试。在电磁离合器接合期间，弹簧片发生弹性变形，产生弹性恢复力；
步骤三：需要切换回差测试位置时，停止给电磁离合器定子组件内的线圈供电，线圈断电后磁场消失，弹簧片的弹性恢复力使电磁离合器分离，精密减速器输入端被释放。控制动力源驱动精密减速器输出端旋转到新的测试位置，从而实现测试位置的切换。
本发明一种精密减速器输入端锁紧装置及锁紧方法的有益效果为：通过控制电磁离合器定子组件中线圈的通断电来实现精密减速器输入端的固定和释放，可以方便地集成到电控系统中，使精密减速器输入端锁紧过程实现自动化，提升回差测试效率。另外，通过安装板直接将电磁离合器定子固定连接在精密减速器支架上，使精密减速器输入端到电磁离合器定子组件和电磁离合器转子组件上电时吸合位置之间的距离尽可能的短，从而实现在精密减速器输出端加载测试回差的过程中，所施加的转矩传递到这段连接轴所引起的变形尽可能的小，减小轴变形产生的误差，保证测试精度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的精密减速器输入端锁紧装置整体结构示意图；
图2是本发明的精密减速器输入端锁紧装置连接结构示意图；
图3是本发明的安装板结构示意图；
图4是本发明的电磁离合器定子组件装配结构示意图；
图5是本发明的电磁离合器转子组件和安装板固定连接示意图；
图6是本发明的电磁离合器转子组件装配结构示意图；
图7是本发明的输入轴、法兰盘、旋转轴和电磁离合器转子组件的装配结构示意图；
图8是本发明的限位机构装配结构示意图；
图9是本发明的限位机构支架结构示意图。
附图中标记：1、平台；2、精密减速器支架；3、安装板；4、电磁离合器定子组件；4-1、外壳；4-2、线圈；4-3、摩擦板；5、电磁离合器转子组件；5-1、衔铁；5-2、弹簧片；5-3、轴套；6、输入轴；7、法兰盘；8、限位机构；8-1、限位体；8-2、压环；8-3、精密锁紧螺母；8-4、旋转轴；8-5、轴承一；8-6、内隔套；8-7、外隔套；8-8、轴承二；8-9、隔圈；9、限位机构支架；10、手轮；11、间隙。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。为避免重复性语言，文中所述“固定连接”，可以是通过螺栓、铆钉和焊接等方式进行固定连接，本领域技术人员可以根据自身需求进行选择。
如图1至图9所示，本发明的一种精密减速器输入端锁紧装置，包括平台1、精密减速器支架2、安装板3、电磁离合器定子组件4、电磁离合器转子组件5、输入轴6、法兰盘7、限位机构8、限位机构支架9和手轮10。
本发明的一种精密减速器输入端锁紧装置，所述电磁离合器定子组件4固定连接在安装板3上，安装板3固定连接在精密减速器支架2上，电磁离合器转子组件5固定连接在限位机构8的旋转轴8-4上，限位机构8-1固定连接在限位机构支架9上，限位机构支架9固定连接在平台1上，输入轴6通过法兰盘7和限位机构8的旋转轴8-4固定连接。
本发明的一种精密减速器输入端锁紧装置，所述限位机构8包括限位体8-1、压环8-2、精密锁紧螺母8-3、旋转轴8-4、轴承一8-5、内隔套8-6、外隔套8-7、轴承二8-8、隔圈8-9；限位体8-1固定连接在限位机构支架9上，压环固定连接在限位体8-1上，精密锁紧螺母8-3固定连接在旋转轴8-4上；旋转轴8-4与轴承一8-5和轴承二8-8的内圈通过过盈配合安装，轴承一8-5和轴承二8-8安装在限位体8-1内；轴承一8-5和轴承二8-8的外圈通过外隔套8-7隔离，轴承一8-5和轴承二8-8的内圈通过内隔套8-6隔离；限位体8-1的内孔台阶和旋转轴8-4的轴肩分别抵住轴承一8-5的外圈和内圈，精密锁紧螺母8-3抵住轴承二8-8的外圈，轴承二8-8和压环8-2之间的间隙通过隔圈8-9调整，这种结构具有轴向限位作用，当旋转轴8-4受到轴向力作用时，旋转轴8-4不发生轴向位移。
本发明的一种精密减速器输入端锁紧装置，所述手轮10安装在旋转轴8-4的末端，在精密减速器输入端与输入轴6进行对接时，可以旋转手轮10调整对接角度。
本发明的一种精密减速器输入端锁紧装置，所述电磁离合器定子组件4包括外壳4-1、线圈4-2和摩擦板4-3，线圈4-2通过摩擦片4-3封装在外壳4-1内；所述电磁离合器转子组件5包括衔铁5-1、弹簧片5-2和轴套5-3，弹簧片5-2与衔铁5-1、轴套5-3之间分别隔孔固定连接；电磁离合器定子组件4和电磁离合器转子组件5之间，留有微小的间隙11；轴套5-3和旋转轴8-4采用热套配合，使电磁离合器转子组件5和旋转轴8-4实现零间隙同步转动，由于限位机构8对旋转轴8-4的轴向限位作用，当电磁离合器上电接合时，弹簧片5-2的弹性恢复力不会通过旋转轴8-4、法兰盘7和输入轴6作用于精密减速器的输入端，从而避免对测试结果产生影响。
所述电磁离合器定子组件4通过安装板3固定连接在精密减速器支架2上的设置：有利于使精密减速器输入端到电磁离合器定子组件4和电磁离合器转子组件5上电时吸合位置之间的距离尽可能的短，从而实现在精密减速器输出端加载测回差的过程中，所施加的转矩传递到这段连接轴所引起的变形尽可能的小，减小轴变形产生的误差，保证测试精度。
所述输入轴6通过法兰盘7和旋转轴8-4同轴固定连接的设置：有利于适配不同直径的输入轴，在锁紧不同规格精密减速器输入端时，只需更换输入轴和法兰盘。
一种精密减速器输入端锁紧方法，该精密减速器输入端锁紧方法包括以下步骤：
步骤一：精密减速器输出端在动力源的驱动下旋转至要求的转角位置；
步骤二：给电磁离合器定子组件4内的线圈4-2供电，线圈4-2通电后产生磁场，衔铁5-1被磁场吸引，电磁离合器接合，衔铁5-1与电磁离合器定子组件4中的摩擦板4-3结合产生摩擦力阻止输入轴6转动，精密减速器输入端被锁紧，此时可以在精密减速器的输出端进行回差测试。在电磁离合器接合期间，弹簧片5-2发生弹性变形，产生弹性恢复力；
步骤三：需要切换回差测试位置时，停止给电磁离合器定子组件4内的线圈供电，线圈4-2断电后磁场消失，弹簧片5-2的弹性恢复力使电磁离合器分离，精密减速器输入端被释放。控制动力源驱动精密减速器输出端旋转到新的测试位置，从而实现测试位置的切换。
本发明的一种精密减速器输入端锁紧装置及锁紧方法，其工作原理为：精密减速器输出端在动力源的驱动下旋转至要求的转角位置，给电磁离合器定子组件4内的线圈4-2供电，线圈4-2通电后产生磁场，衔铁5-1被磁场吸引，电磁离合器接合，衔铁5-1与电磁离合器定子组件4中的摩擦板4-3结合产生摩擦力阻止输入轴6转动，精密减速器输入端被锁紧，此时可以在精密减速器的输出端进行回差测试；在电磁离合器接合期间，弹簧片5-2发生弹性变形，产生弹性恢复力，由于限位机构8对旋转轴8-4的轴向限位作用，当电磁离合器上电接合时，弹簧片5-2的弹性恢复力不会通过旋转轴8-4、法兰盘7和输入轴6作用于精密减速器的输入端，从而避免对测试结果产生影响；需要切换回差测试位置时，停止给电磁离合器定子组件4内的线圈供电，线圈4-2断电后磁场消失，弹簧片5-2的弹性恢复力使电磁离合器分离，精密减速器输入端被释放；控制动力源驱动精密减速器输出端旋转到新的测试位置，从而实现测试位置的切换。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不仅限于上述举例。本领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内所做出的改进和变型，也属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种精密减速器输入端锁紧装置，其特征在于：包括平台（1）、精密减速器支架（2）、安装板（3）、电磁离合器定子组件（4）、电磁离合器转子组件（5）、输入轴（6）、法兰盘（7）、限位机构（8）、限位机构支架（9）和手轮（10）；
所述电磁离合器定子组件（4）固定连接在安装板（3）上，安装板（3）固定连接在精密减速器支架（2）上，电磁离合器转子组件（5）固定连接在限位机构（8）的旋转轴（8-4）上，限位机构（8）固定连接在限位机构支架（9）上，限位机构支架（9）固定连接在平台（1）上，输入轴（6）通过法兰盘（7）和限位机构（8）的旋转轴（8-4）固定连接；所述手轮（10）安装在旋转轴（8-4）的末端；所述电磁离合器定子组件（4）包括外壳（4-1）、线圈（4-2）和摩擦板（4-3），线圈（4-2）通过摩擦板 （4-3）封装在外壳（4-1）内；所述电磁离合器转子组件（5）包括衔铁（5-1）、弹簧片（5-2）和轴套（5-3），弹簧片（5-2）与衔铁（5-1）、轴套（5-3）之间分别隔孔固定连接；电磁离合器定子组件（4）和电磁离合器转子组件（5）之间，留有微小的间隙（11）；轴套（5-3）和旋转轴（8-4）采用热套配合，使电磁离合器转子组件（5）和旋转轴（8-4）实现零间隙同步转动，由于限位机构（8）对旋转轴（8-4）的轴向限位作用，当电磁离合器上电接合时，弹簧片（5-2）的弹性恢复力不会通过旋转轴（8-4）、法兰盘（7）和输入轴（6）作用于精密减速器的输入端；
所述电磁离合器定子组件（4）通过安装板（3）固定连接在精密减速器支架（2）上，使精密减速器输入端到电磁离合器定子组件（4）和电磁离合器转子组件（5）上电时吸合位置之间的距离短，在精密减速器输出端加载测回差的过程中，所施加的转矩传递到输入轴（6）所引起的变形小，减小输入轴（6）变形误差。
2.根据权利要求1所述的一种精密减速器输入端锁紧装置，其特征在于：所述限位机构（8）包括限位体（8-1）、压环（8-2）、精密锁紧螺母（8-3）、旋转轴（8-4）、轴承一（8-5）、内隔套（8-6）、外隔套（8-7）、轴承二（8-8）、隔圈（8-9）；限位体（8-1）固定连接在限位机构支架（9）上，压环固定连接在限位体（8-1）上，精密锁紧螺母（8-3）固定连接在旋转轴（8-4）上；旋转轴（8-4）与轴承一（8-5）和轴承二（8-8）的内圈通过过盈配合安装，轴承一（8-5）和轴承二（8-8）安装在限位体（8-1）内；轴承一（8-5）和轴承二（8-8）的外圈通过外隔套（8-7）隔离，轴承一（8-5）和轴承二（8-8）的内圈通过内隔套（8-6）隔离；限位体（8-1）的内孔台阶和旋转轴（8-4）的轴肩分别抵住轴承一（8-5）的外圈和内圈，精密锁紧螺母（8-3）抵住轴承二（8-8）的外圈，轴承二（8-8）和压环（8-2）之间的间隙通过隔圈（8-9）调整，这种结构具有轴向限位作用，当旋转轴（8-4）受到轴向力作用时，旋转轴（8-4）不发生轴向位移。
3.根据权利要求1所述的一种精密减速器输入端锁紧装置，其特征在于：在精密减速器输入端与输入轴（6）进行对接时，旋转手轮（10）调整对接角度。
4.根据权利要求1所述的一种精密减速器输入端锁紧装置，其特征在于：所述输入轴（6）通过法兰盘（7）和旋转轴（8-4）同轴固定连接，适配不同直径的输入轴，在锁紧不同规格精密减速器输入端时，更换输入轴和法兰盘。
5.一种基于权利要求1-3任一项所述装置进行的精密减速器输入端锁紧方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：精密减速器输出端在动力源的驱动下旋转至要求的转角位置；
步骤二：给电磁离合器定子组件（4）内的线圈（4-2）供电，线圈（4-2）通电后产生磁场，衔铁（5-1）被磁场吸引，电磁离合器接合，衔铁（5-1）与电磁离合器定子组件（4）中的摩擦板（4-3）结合产生摩擦力阻止输入轴（6）转动，精密减速器输入端被锁紧，此时在精密减速器的输出端进行回差测试；在电磁离合器接合期间，弹簧片（5-2）发生弹性变形，产生弹性恢复力；
步骤三：需要切换回差测试位置时，停止给电磁离合器定子组件（4）内的线圈供电，线圈（4-2）断电后磁场消失，弹簧片（5-2）的弹性恢复力使电磁离合器分离，精密减速器输入端被释放；控制动力源驱动精密减速器输出端旋转到新的测试位置，从而实现测试位置的切换。
6.根据权利要求5所述的一种精密减速器输入端锁紧方法，其特征在于：精密减速器输出端在动力源的驱动下旋转至要求的转角位置，给电磁离合器定子组件（4）内的线圈（4-2）供电，线圈（4-2）通电后产生磁场，衔铁（5-1）被磁场吸引，电磁离合器接合，衔铁（5-1）与电磁离合器定子组件（4）中的摩擦板（4-3）结合产生摩擦力阻止输入轴（6）转动，精密减速器输入端被锁紧，此时在精密减速器的输出端进行回差测试；在电磁离合器接合期间，弹簧片（5-2）发生弹性变形，产生弹性恢复力，由于限位机构（8）对旋转轴（8-4）的轴向限位作用，当电磁离合器上电接合时，弹簧片（5-2）的弹性恢复力不会通过旋转轴（8-4）、法兰盘（7）和输入轴（6）作用于精密减速器的输入端，从而避免对测试结果产生影响；需要切换回差测试位置时，停止给电磁离合器定子组件（4）内的线圈供电，线圈（4-2）断电后磁场消失，弹簧片（5-2）的弹性恢复力使电磁离合器分离，精密减速器输入端被释放；控制动力源驱动精密减速器输出端旋转到新的测试位置，从而实现测试位置的切换。
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