CN101587015A

CN101587015A - 谐波减速器动态特性检测实验台

Info

Publication number: CN101587015A
Application number: CNA2009100230799A
Authority: CN
Inventors: 许睦旬; 梅雪松; 赵飞; 陶涛; 章云; 余新木
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2009-11-25

Abstract

本发明公开了一种谐波减速器动态特性检测实验台，包括安装在底板上的X导轨、第一伺服电机，第一伺服电机固定在X导轨上，与随动谐波减速器轴向相连；随动谐波减速器固定在X导轨上，并通过一扭杆与第一扭矩传感器轴向相连；第一扭矩传感器与第一角度测量装置轴向相连，第一角度测量装置与第一连接轴相连；被测谐波减速器通过安装支架及定位件安装在X导轨上，其特征在于，底板上安装有一个与X导轨垂直的Y导轨；当被测谐波减速器为直角形型减速器时，Y导轨上安装第二角度测量装置，并与第二扭矩传感器轴向连接；第二扭矩与第二伺服电机轴向连接。本发明通用性好、可在一个实验装置上完成多种被测谐波减速器动态特性的测试任务。

Description

谐波减速器动态特性检测实验台

技术领域

本发明涉及一种谐波减速器性能测试实验台，特别涉及一种通用(包括直角型)谐波减速器性能测试实验台。

背景技术

随着高精度运动控制技术的不断发展，导弹、卫星位姿控制、机器人关节传动、机床转动等领域越来越需要高可靠性的谐波减速器。高可靠性的谐波减速器需要有相应的检测手段对其进行质量检验。传统的谐波减速器性能检测装置一般只能对减速器的一种或两种动态特性进行检测，通用性差。采用传统手段对减速器的所有动态特性进行检测，需要多次工装，费时费力，很难保证安装精度。另外，传统检测装置在检验过程中大多需要操作者进行大量操作，自动化程度低。正因为上述问题，使得传统的检测设备在实际使用中受到了限制。

发明内容

为解决传统检测装置存在的以上缺点，本发明提供了一种高效、高精度、适用性强的谐波减速器(直线型或直角形)动态特性检测实验台。

为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种谐波减速器动态特性检测实验台，包括安装在底座上的X导轨，该X导轨上设置有第一伺服电机、随动谐波减速器、第一扭矩传感器、第一角度测量装置，所述第一伺服电机通过第一电机支架及定位件固定在X导轨上，与随动谐波减速器轴向相连；随动谐波减速器通过减速器支架及定位件固定在X导轨上，并通过一扭杆与第一扭矩传感器轴向相连；第一扭矩传感器通过第一支座安装在X导轨上，并与第一角度测量装置轴向相连，第一角度测量装置通过第一角度测量支架及定位件固定在X导轨上，并与第一连接轴相连；被测谐波减速器通过安装支架及定位件安装在X导轨上，其特征在于，所述底板上安装有一个与X导轨垂直的Y导轨；当被测谐波减速器为直线型减速器时，其输出轴与第一连接轴连接，输入轴与第二连接轴连接；第二连接轴上设有能随其旋转的第二角度测量装置，第二角度测量装置通过第二角度测量支架及定位件安装在X导轨上；并与第二扭矩传感器轴向连接；第二扭矩传感器通过第二支座安装在X导轨上，并与第二伺服电机轴向连接，第二伺服电机通过第二电机支架和定位件安装在X导轨上；当被测谐波减速器为直角形型减速器时，所述第二角度测量装置通过第二角度测量支架及定位件安装在Y导轨上；并与第二扭矩传感器轴向连接；第二扭矩传感器通过第二底座安装在Y导轨上，并与第二伺服电机轴向连接，第二伺服电机通过第二电机支架和定位件安装在Y导轨上。

上述方案中，所述定位件包括连接在各支架和各支座上的安装板一侧的定位块，该定位块刚好卡在X导轨或Y导轨的外侧。所述第一伺服电机与随动谐波减速器轴向相连是采用一个弹性联轴器实现的。所述随动谐波减速器通过一扭杆与第一扭矩传感器轴向相连是采用两个刚性联轴器实现的。所述第一扭矩传感器与第一角度测量装置轴向连接是采用一个加载联轴器实现的。被测谐波减速器在不需要加载的使用条件下，脱开第一扭矩传感器与第一角度测量装置轴向连接用加载联轴器。被测谐波减速器在进行刚度测试时，将第二连接轴与被测谐波减速器输入轴脱开，用专用谐波减速器堵头使被测谐波减速器输入轴堵转。或者不脱开连接，通过第二伺服电机的停机自锁功能对被测谐波减速器的输入轴进行堵转。

本发明的特点是，通过导轨的导向、定位作用，使减速器检测安装方便，易于调整，并保证安装精度；通过选择相应的传感器，对减速器的上述动态特性进行分别检测，实现在一个实验装置上完成被测谐波减速器多种动态特性的测试任务。此外，本发明实验台的导轨设计为X、Y两个方向，X、Y方向相互垂直，通过改变导轨上驱动电机等的安装位置，可以实现对直线型和直角型两种减速器结构的兼容测试。

与现有技术相比，本发明通用性好、测试型号范围广，包括直角型结构减速器，自动化程度高，测试精度高。

附图说明

图1为本发明谐波减速器测试台俯视图。

图2为图1的左侧局部视图。

图3为本发明检测直线型谐波减速器时的一种变换安装立体图。

图1至图3中：1-长导轨(X导轨)；2-底板；3-X向伺服电机；4-X向伺服电机支架；5-定位块；6-联轴器；7-随动谐波减速器；8-随动谐波减速器支架；9-定位块；10-螺栓；11-刚性联轴器；12-扭杆；13-刚性联轴器；14-扭矩传感器；15-扭矩传感器支座；16-联轴器；17-角度测量装置；18-角度测量装置支架；19-角度测量连接轴；20-被测谐波减速器；21-被测谐波减速器支架；22-角度测量装置；23-角度测量装置支架；24-角度测量连接轴；25-联轴器；26-短导轨(Y导轨)；27-扭矩传感器；28-扭矩传感器支座；29-联轴器；30-Y向伺服电机支架；31-定位块；32-Y向伺服电机；33、安装板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体结构及工作原理作进一步详细说明。

参见图1，一种通用谐波减速器性能测试实验台，包括长、短导轨1，26相互垂直地安装在底板2上，X向伺服电机3通过止口安装在电机支架4上，电机支架4通过定位块5和螺栓定位并固定在长导轨1上，伺服电机3通过弹性联轴器6与随动谐波减速器7相连。随动谐波减速器7通过安装架8，定位块9和螺栓10安装在长导轨1上。刚性联轴器11，13将扭杆12与随动谐波减速器7和扭矩传感器14相连。扭矩传感器14通过支座15安装在长导轨1上。联轴器16将扭矩传感器14输出轴与角度测量连接轴19相连，角度测量装置17安装在轴19上，并通过安装架18定位在长导轨1上。被测谐波减速器20通过安装支架21安装在长导轨1上，被测谐波减速器20的输出轴与角度测量连接轴19连接，输入轴与角度测量连接轴24连接。角度测量装置22安装在角度测量连接轴24上，其测量光栅能随角度测量连接轴24旋转，角度测量装置22的外壳固定在支架23上，支架23安装在短导轨26上面。扭矩传感器27输出轴通过联轴器25与角度测量连接轴24连接，输入轴通过联轴器29与Y向伺服电机32连接，扭矩传感器27通过支座28安装在短导轨26上面。伺服电机32通过安装架30和定位块31定位安装在短导轨26上。

测试台工作时，X向伺服电机3通过随动谐波减速器7，扭杆12和扭矩传感器14、轴19对被测谐波减速器20进行加载。Y向伺服电机32通过扭矩传感器27和角度测量连接轴24带动被测谐波减速器20输入轴运动，形成完整传动链。测试台加载部件跟随被测谐波减速器20输出轴运行。角度测量装置22用于测量被测谐波减速器20输入轴转动角度信息，角度测量装置17用于测量被测谐波减速器20输出轴角度信息，角度测量装置22的测量精度低于角度测量装置17的测量精度。扭矩传感器27用于测量被测谐波减速器20输入扭矩值，扭矩传感器14用于测量被测谐波减速器20输出扭矩值。根据谐波减速器效率测试、寿命测试、传动精度测试、回差测试、刚度测试等测试项目所需要的信息获取减速器的测试信息，通过专用设备进行分析，可以得到上述测试项目的测试结果，完成测试功能。

以上各固定在长导轨1上的各支架4、8、18、21，松开固定螺栓后可以沿导轨导向方向自由滑动。在需要加载的使用要求下，将扭矩传感器14与角度测量装置17(角度编码器)的角度测量连接轴19相连，通过控制X向伺服电机3完成对被测谐波减速器的加载；在不需要加载的使用条件下，只需脱开扭矩传感器14与角度测量连接轴间的连接用联轴器16。在进行刚度测试时可以将角度测量装置22(旋转编码器)角度测量连接轴24与被测谐波减速器输入轴脱开，用专用谐波减速器堵头使被测谐波减速器输入端堵转。也可不脱开连接，通过伺服电机32的停机自锁功能对被测谐波减速器的输入端进行堵转。

如图2所示，伺服电机3通过支架4的孔及连接螺栓固定在导轨1上，并采用导轨下方的T型槽对安装部件进行导向。通过在安装板33一侧设置定位块5，与X导轨1外侧的定位面进行定位，X导轨上的其它部件：扭矩传感器14、角度测量装置17等均采用与伺服电机3同样的方式与X导轨固定及定位，保证各安装部件的定位精度。图1Y导轨26上的安装部件：伺服电机32、扭矩传感器27、角度测量装置22等也采用以上方式固定及定位。

本发明通过更换被测谐波减速器20和其安装支架21和加载组件，可以检测多种型号的谐波减速器动态特性。本发明的垂直导轨26的结构设计可以检测直角型谐波减速器动态特性，也可检测直线型谐波减速器动态特性。

如图3所示，本发明检测直线型谐波减速器时，需要将交流伺服电机32及其支架30，扭矩传感器27及其支架28，角度测量装置22及其支架23固定在X导轨上，并调整X导轨其它部件的位置使被测谐波减速器的轴心与角度测量装置17的轴19同轴。

本发明通过选择连接不同的传感器组合和加载组件，可以完成谐波减速器检定标准《军用谐波传动变速器通用规范》(GJB2593-95)中所规定的B组第8-12项和第14项检验项目的检测。

Claims

1、一种谐波减速器动态特性检测实验台，包括安装在底板上的X导轨，该X导轨上设置有第一伺服电机、随动谐波减速器、第一扭矩传感器、第一角度测量装置，所述第一伺服电机通过第一电机支架及定位件固定在X导轨上，与随动谐波减速器轴向相连；随动谐波减速器通过减速器支架及定位件固定在X导轨上，并通过一扭杆与第一扭矩传感器轴向相连；第一扭矩传感器通过第一支座安装在X导轨上，并与第一角度测量装置轴向相连，第一角度测量装置通过第一角度测量支架及定位件固定在X导轨上，并与第一连接轴相连；被测谐波减速器通过安装支架及定位件安装在X导轨上，其特征在于，所述底板上安装有一个与X导轨垂直的Y导轨；当被测谐波减速器为直线型减速器时，其输出轴与第一连接轴连接，输入轴与第二连接轴连接；第二连接轴上设有能随其旋转的第二角度测量装置，第二角度测量装置通过第二角度测量支架及定位件安装在X导轨上；并与第二扭矩传感器轴向连接；第二扭矩传感器通过第二支座安装在X导轨上，并与第二伺服电机轴向连接，第二伺服电机通过第二电机支架和定位件安装在X导轨上；当被测谐波减速器为直角型减速器时，所述第二角度测量装置通过第二角度测量支架及定位件安装在Y导轨上；并与第二扭矩传感器轴向连接；第二扭矩传感器通过第二底座安装在Y导轨上，并与第二伺服电机轴向连接，第二伺服电机通过第二电机支架和定位件安装在Y导轨上。

2、根据权利要求1所述的谐波减速器动态特性检测实验台，其特征在于，所述定位件包括连接在各支架和各支座上的安装板一侧的定位块，该定位块刚好卡在X导轨或Y导轨的外侧。

3、根据权利要求1所述的谐波减速器动态特性检测实验台，其特征在于，所述第一伺服电机与随动谐波减速器轴向相连是采用一个弹性联轴器实现的。

4、根据权利要求1所述的谐波减速器动态特性检测实验台，其特征在于，所述随动谐波减速器通过一扭杆与第一扭矩传感器轴向相连是采用两个刚性联轴器实现的。

5、根据权利要求1所述的谐波减速器动态特性检测实验台，其特征在于，所述第一扭矩传感器与第一角度测量装置轴向连接是采用一个加载联轴器实现的。

6、根据权利要求5所述的谐波减速器动态特性检测实验台，其特征在于，被测谐波减速器在不需要加载的使用条件下，脱开第一扭矩传感器与第一角度测量装置轴向连接用加载联轴器。

7、根据权利要求1所述的谐波减速器动态特性检测实验台，其特征在于，被测谐波减速器在进行刚度测试时，将第二连接轴与被测谐波减速器输入轴脱开，用专用谐波减速器堵头使被测谐波减速器输入轴堵转。

8、根据权利要求1所述的谐波减速器动态特性检测实验台，其特征在于，被测谐波减速器在进行刚度测试时，不脱开加载联轴器，通过第二伺服电机的停机自锁功能对被测谐波减速器的输入轴进行堵转。