CN212963284U - 一种行星齿轮减速器背隙检测装置 - Google Patents

Abstract

一种行星齿轮减速器背隙检测装置，包括检测平台，检测平台上升降连接有高精度的伺服电机，伺服电机的输出端朝下且从上到下依次连接有扭矩传感器和输入轴，检测平台上固定有位于输入轴下方且输出端朝下的被检减速器，检测平台下方设有夹持固定被检减速器输出轴的夹紧块，输入轴与被检减速器输入端连接，检测平台固定有高精度的编码器，编码器环绕在输入轴外圈。本实用新型的结构合理、紧凑，通过控制伺服电机升降使输入轴与减速器连接，在扭矩控制模式下与扭矩传感器联合作用精确获得所需的扭矩值，用于控制输入轴的正扭和反扭，而高精度编码器用于检测出输入轴的微量角度转动值，用于测量减速器微小背隙值，准确检测背隙值，检测准确。

Description

一种行星齿轮减速器背隙检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种减速器，具体是一种行星齿轮减速器背隙检测装置。

背景技术

目前减速器是一种广泛应用于工业领域的机械传动装置，在原动机、工作机或执行机构之间起匹配转速和传递扭矩的作用，其类别包括各类齿轮减速器、行星齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器等。而行星齿轮减速器主要由行星轮、太阳轮、外齿圈等组成，其体积小，传动效率高，减速范围广，传动精度高，广泛应用于伺服电机、步进电机、直流电机等传动系统中。

行星齿轮减速器参数主要包括背隙、效率、温升、启动扭矩等。背隙是减速最为重要的指标，背隙的大小直接决定了行星齿轮减速器的精密度。背隙较大的减速器会在设备往复运动中产生累积定位误差，影响设备的定位精度和使用寿命，同时也产生较大的噪声。作为减速器测试关键环节的扭矩加载，其在减速器输入端加载的扭矩值直接影响到背隙测量的精度，其加载的方式也影响到各加载点转角采集的数量，从而影响到测试结果可靠性与精准性，而传统加载方式存在加载点转角采集量少、自动化程度低、人为误差影响大等问题。故需要对行星齿轮减速器的背隙专门进行检测来保证其正常准确检测，为解决行星齿轮减速器背隙检测的问题，需要一种可用于不同型号、不同大小减速器背隙检测的行星齿轮减速器背隙自动检测装置。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术存在的问题，提供一种行星齿轮减速器背隙检测装置，解决目前行星齿轮减速器背隙检测不准确、适用范围小的问题，满足精确检测减速器背隙的需求。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种行星齿轮减速器背隙检测装置，包括检测平台，其特征是：所述检测平台上升降连接有精密伺服控制系统，所述精密伺服控制系统包括高精度的伺服电机、扭矩传感器和编码器，所述伺服电机的输出端朝下且从上到下依次连接扭矩传感器和输入轴和编码器，所述检测平台上固定有位于输入轴下方且输出端朝下的被检减速器，所述检测平台下方设有夹持固定被检减速器输出轴的夹紧块，所述输入轴与被检减速器输入端连接，所述编码器环绕在输入轴外圈。

使用行星齿轮减速器背隙检测装置的检测方法，其步骤是：

A、将被检减速器放置在检测平台上，输出轴朝下，使伺服电机缓慢下降直到输入轴插入减速器输入孔，将减速器压紧固定并让输入轴与减速器紧密配合。

B、减速器固定完成后，启动检测程序，控制夹紧块将减速器的输出轴夹紧。伺服电机配合扭矩传感器在扭矩控制模式下正反转来检测背隙值，即产生被检减速器额定扭矩2％的扭矩值，与输入轴顺时针对扭，此时，记录下编码器的检测值R1，然后以相同的扭矩值与输入轴逆时针对扭，记录下高精度编码器的检测值L1，该点位置的背隙值即为X1＝R1-L1。

C、夹紧块松开，在伺服电机带动下，使减速器转过一个角度(一般为30度或者60度)，重复上述动作，测量出R2和L2，获得第二点位置的背隙值X2＝R2-L2。依此类推，减速器转动一周内，获得各点的背隙分别为X1，X2，X3‥‥Xn，该减速器的背隙值即为max{X1，X2，X3‥‥Xn}。

作为本实用新型的进一步改进，夹紧块滑动连接在检测平台下方，检测平台下方设有由电机带动的左右旋丝杆，左右旋丝杆左右两侧分别与夹紧块传动连接。控制电机正转，夹紧块在正反旋丝杠的带动下相对而行，将减速器的输出轴夹紧，起到定位作用；电机反转，则使夹紧块松开减速器的输出轴。

作为本实用新型的进一步改进，检测平台上设有位于被检减速器两侧的连杆压紧机构，连杆压紧机构包括位于前端顶压在减速器上的压紧块。连杆压紧机构包括压紧块可以快速将减速器进行顶压固定，减少检测时的安装工作量，降低劳动强度。

作为本实用新型的进一步改进，压紧块顶部设有螺杆，螺杆上螺纹连接有螺母，螺杆穿过连杆压紧机构的顶压端并利用螺母上下侧夹持固定形成压紧块的升降调节结构。这样设置后，调节螺母在螺杆上的位置就可以调整压紧块的顶压位置，针对各种不同型号的减速器都可以进行检测，使用范围得到极大扩展。

作为本实用新型的进一步改进，检测平台竖置固定有固定板，伺服电机通过丝杆结构升降连接在固定板上，扭矩传感器和编码器均连接在固定在固定板上。固定板用于固定伺服电机、扭矩传感器和编码器，保证固定伺服电机、扭矩传感器和编码器在上下同一直线上。

作为本实用新型的进一步改进，夹紧块的夹持端面为V形端面。V形端面的夹紧块可以更好的使用各种规格大小的减速器输出轴，使用范围更广，实用性更好。

作为本实用新型的进一步改进，伺服电机和扭矩传感器、扭矩传感器和输入轴之间均通过联轴器连接。通过联轴器连接，可以保证连接稳定性，尤其是在转动测量中，最大可能降低连接不稳定带来的不利影响。

作为本实用新型的进一步改进，精密伺服控制系统通过PLC与操作端的触摸屏连接，所述精密伺服控制系统包括急停开关和控制开关。PLC控制实现背隙测量的自动化，有效减少人为误差，配合触摸屏使操作更加简单方便。

本实用新型有益的效果是：本实用新型的结构合理、紧凑，通过控制伺服电机升降使输入轴与减速器连接，在扭矩控制模式下与扭矩传感器联合作用精确获得所需的扭矩值，用于控制输入轴的正扭和反扭，而高精度编码器用于检测出输入轴的微量角度转动值，用于测量减速器微小背隙值，通过精密伺服系统与扭矩传感器的配合作用，运用PLC控制实现自动精准加载，实现额定扭矩反复测量，提高了测量精度和可靠性，使用效果好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的右视图；

图3为本实用新型的前视图；

图4为图3中的A-A方向的剖视图；

图5为扭矩控制模式结构示意图；

图6为本实用新型的控制系统结构图。

附图标记说明：检测平台1，伺服电机2，扭矩传感器3，输入轴4，夹紧块5，编码器6，左右旋丝杆7，压紧块8，固定板9，联轴器10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：本实施例中的这种行星齿轮减速器背隙检测装置，包括检测平台1，其特征是：所述检测平台1上升降连接有精密伺服控制系统，所述精密伺服控制系统包括高精度的伺服电机2、扭矩传感器3和编码器6，所述伺服电机2的输出端朝下且从上到下依次连接扭矩传感器3和输入轴4和编码器6，所述检测平台1上固定有位于输入轴4下方且输出端朝下的被检减速器，所述检测平台1下方设有夹持固定被检减速器输出轴的夹紧块5，所述输入轴4与被检减速器输入端连接，所述编码器6环绕在输入轴4外圈。伺服电机2和扭矩传感器3、扭矩传感器3和输入轴4之间均通过联轴器10连接。

夹紧块5的夹持端面为V形端面。

夹紧块5滑动连接在检测平台1下方，检测平台1下方设有由电机带动的左右旋丝杆7，左右旋丝杆左右两侧分别与夹紧块5传动连接。

检测平台1上设有位于被检减速器两侧的连杆压紧机构，连杆压紧机构包括位于前端顶压在减速器上的压紧块8。

压紧块8顶部设有螺杆，螺杆上螺纹连接有螺母，螺杆穿过连杆压紧机构的顶压端并利用螺母上下侧夹持固定形成压紧块8的升降调节结构。

检测平台1竖置固定有固定板9，伺服电机2通过丝杆结构升降连接在固定板9上，扭矩传感器3和编码器6均连接在固定在固定板9上。

精密伺服控制系统通过PLC与操作端的触摸屏连接，所述精密伺服控制系统包括急停开关和控制开关。本装置PLC型号为三菱FX2N-16MT，如附图6所示，其中PLC控制伺服驱动器实现伺服电机驱动，结合扭矩传感器实现定转矩加载；PLC通过控制伺服驱动器与步进驱动器实现多点自动加载；通过COM(RS485)与精密编码器实现测量角度数据的传送与计算；输入测量的基本信息和测量加载的点数，自动输出测量的数据和曲线并加以保存。

检测方法如下：将被检减速器放置在检测平台1上，输出轴朝下，使伺服电机2缓慢下降直到输入轴4插入减速器输入孔，将减速器压紧固定并让输入轴4与减速器紧密配合。

减速器固定完成后，启动检测程序，控制夹紧块5将减速器的输出轴夹紧。伺服电机2配合扭矩传感器在扭矩控制模式下正反转来检测背隙值，即产生被检减速器额定扭矩2％的扭矩值，与输入轴顺时针对扭，此时，记录下编码器的检测值R1，然后以相同的扭矩值与输入轴逆时针对扭，记录下高精度编码器的检测值L1，该点位置的背隙值即为X1＝R1-L1。

夹紧块5松开，在伺服电机带动下，使减速器转过一个角度(一般为30度或者60度)，重复上述动作，测量出R2和L2，获得第二点位置的背隙值X2＝R2-L2。依此类推，减速器转动一周内，获得各点的背隙分别为X1，X2，X3‥‥Xn，该减速器的背隙值即为max{X1，X2，X3‥‥Xn}。

检测方法中的扭矩控制模式为通过PLC输入被测减速器2％的额定扭矩命令，扭矩命令经过处理和共振抑制后，由系统内置的电流控制单元控制扭矩输出，同时通过电流感测器检测，实时反馈调节，实现扭矩一级闭环控制。电机输出扭矩后，扭矩传感器检测扭矩输出值，并传送给PLC控制器，PLC控制器将扭矩检测值反馈给伺服控制系统，由伺服控制系统调节输出，实现扭矩二级闭环控制，具体模式结构示意图如附图5所示。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (8)

1.一种行星齿轮减速器背隙检测装置，包括检测平台(1)，其特征是：所述检测平台(1)上升降连接有精密伺服控制系统，所述精密伺服控制系统包括高精度的伺服电机(2)、扭矩传感器(3)和编码器(6)，所述伺服电机(2)的输出端朝下且从上到下依次连接扭矩传感器(3)和输入轴(4)和编码器(6)，所述检测平台(1)上固定有位于输入轴(4)下方且输出端朝下的被检减速器，所述检测平台(1)下方设有夹持固定被检减速器输出轴的夹紧块(5)，所述输入轴(4)与被检减速器输入端连接，所述编码器(6)环绕在输入轴(4)外圈。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮减速器背隙检测装置，其特征是：所述夹紧块(5)滑动连接在检测平台(1)下方，所述检测平台(1)下方设有由电机带动的左右旋丝杆(7)，所述左右旋丝杆左右两侧分别与夹紧块(5)传动连接。

3.根据权利要求1所述的行星齿轮减速器背隙检测装置，其特征是：所述检测平台(1)上设有位于被检减速器两侧的连杆压紧机构，所述连杆压紧机构包括位于前端顶压在减速器上的压紧块(8)。

4.根据权利要求3所述的行星齿轮减速器背隙检测装置，其特征是：所述压紧块(8)顶部设有螺杆，所述螺杆上螺纹连接有螺母，所述螺杆穿过连杆压紧机构的顶压端并利用螺母上下侧夹持固定形成压紧块(8)的升降调节结构。

5.根据权利要求1所述的行星齿轮减速器背隙检测装置，其特征是：所述检测平台(1)竖置固定有固定板(9)，所述伺服电机(2)通过丝杆结构升降连接在固定板(9)上，所述扭矩传感器(3)和编码器(6)均连接在固定在固定板(9)上。

6.根据权利要求1所述的行星齿轮减速器背隙检测装置，其特征是：所述夹紧块(5)的夹持端面为V形端面。

7.根据权利要求1所述的行星齿轮减速器背隙检测装置，其特征是：所述伺服电机(2)和扭矩传感器(3)、扭矩传感器(3)和输入轴(4)之间均通过联轴器(10)连接。

8.根据权利要求1所述的行星齿轮减速器背隙检测装置，其特征是：所述精密伺服控制系统通过PLC与操作端的触摸屏连接，所述精密伺服控制系统包括急停开关和控制开关。

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