CN102494892A - 机器人谐波减速器性能参数综合实验台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人谐波减速器性能参数综合实验台，属于谐波减速器技术领域，包括基座、负荷加载装置、滑座、伺服电机和控制单元，所述负荷加载装置安装于所述基座上，所述负荷加载装置的输入端连接谐波减速器的柔轮；所述滑座滑动安装于所述基座上且滑向所述负荷加载装置，所述滑座上设有用于固定谐波减速器的刚轮的固定支架；所述伺服电机滑动安装于所述滑座上且滑向所述固定支架，所述伺服电机的动力输出轴连接谐波减速器的波发生器；用于进行信息处理且记录参数的控制单元，所述控制单元连接所述伺服电机和负荷加载装置。本发明操作方便，能够真实、准确的检测出谐波减速器的性能参数，广泛应用于谐波减速器的性能检测中。

Description

机器人谐波减速器性能参数综合实验台
技术领域
本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其涉及一种机器人谐波减速器柔轮的疲劳实验台。
背景技术
谐波减速器包括带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）、带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）和波发生器。谐波减速器具有体积小、重量轻、传动平稳、无冲击、无噪音、运动精度高、传动比大、承载能力高等优点，广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业。
谐波减速器由于其使用范围的特殊性，需要保证其性能的稳定，因此需要对谐波减速器的多项性能参数进行检验。在使用过程中，柔轮承受较大的交变载荷，并且柔轮与刚轮之间为啮合传动，因而柔轮的抗扭性能及齿轮的啮合性能都需要检测，目前该项目的检测手段通常为人工破坏性检测，将谐波减速器放置在运行设备上，使其在工作状态一直运行，直到谐波减速器的零部件损坏，记录时间，这种检测方法所得到的数据不够准确，并不能够真实反映谐波减速器的各性能参数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种机器人谐波减速器性能参数综合实验台，操作方便，能够真实、准确的检测出谐波减速器的性能参数。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：机器人谐波减速器性能参数综合实验台，包括基座；负荷加载装置，所述负荷加载装置安装于所述基座上，所述负荷加载装置的输入端连接谐波减速器的柔轮；滑座，所述滑座滑动安装于所述基座上且滑向所述负荷加载装置，所述滑座上设有用于固定谐波减速器的刚轮的固定支架；滑动安装于所述滑座上的伺服电机，所述伺服电机滑向所述固定支架，所述伺服电机的动力输出轴连接谐波减速器的波发生器；用于进行信息处理且记录参数的控制单元，所述控制单元连接所述伺服电机和负荷加载装置。
作为一种改进，所述负荷加载装置的输入端固定安装有一固定座，所述固定座通过紧固件连接一柔轮连接座，所述柔轮连接座通过紧固件连接柔轮的端面；所述固定支架通过紧固件连接刚轮安装座，所述刚轮安装座与刚轮的端面通过紧固件连接。
作为进一步的改进，所述基座上安装有成像装置，所述成像装置朝向谐波减速器且与所述控制单元连接。
作为进一步的改进，所述成像装置为摄像机。
作为进一步的改进，所述基座上安装有音频接收装置，所述音频接收装置靠近谐波减速器；所述控制单元设有音频比较装置，所述音频接收装置与音频比较装置相连接。
作为进一步的改进，所述柔轮连接座连接有用于检测柔轮定位与回差精度的角度编码器，所述角度编码器连接控制单元。
作为进一步的改进，所述角度编码器为绝对值编码器。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于设计了与控制单元连接的伺服电机和负荷加载装置，将刚轮固定，波发生器输入，柔轮输出，模拟了谐波减速器的使用状态，这种检测方式可以直观、准确的检测出谐波减速器的扭力-寿命参数。
由于设计了柔轮连接座和刚轮安装座作为中间过渡连接件，当谐波减速器的型号发生变化时，可以只改变柔轮连接座和刚轮安装座，使其与被检测的谐波减速器相匹配，而不必改变其他零部件，拓展了本发明的检测范围，实现了一机多用。
由于设计了朝向谐波减速器的成像装置，可以将谐波减速器在检测过程中的每个细节用影像的形式记录下来，能够直观的观察到柔轮和刚轮在啮合过程中，在负荷发生变化时，啮合位置是否保持一致，能够确定刚轮和柔轮在传动过程中的性能稳定情况。
由于设计了音频接收装置和音频比较装置，可以将谐波减速器正常工作状态的音频收集到音频比较装置，然后用音频接收装置接收实际工作状态下的谐波减速器的音频，与已有音频比较，如果频率有异常，则报警提示，并记录时间，更加准确的检测出谐波减速器的性能参数。
由于设计了用于检测柔轮定位与回差精度的角度编码器，在空载或者负荷状态下，可以通过伺服电机的输入角度与柔轮的实际转变角度进行比较，也可以比较柔轮转过的角度与回转的角度之差，即所谓的回差，可以直观的反映出谐波减速器的性能。
附图说明
附图是本发明实施例的结构示意图；
图中：1、基座，2、磁粉制动器，3、滑座，4、固定支架，5、伺服电机，6、谐波减速器，7、固定座，8、柔轮连接座，9、刚轮安装座，10、卡爪，11、控制单元，12、高速摄像机，13、音频接收器，14、绝对值编码器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如附图所示，一种机器人谐波减速器性能参数综合实验台，主要包括基座1、负荷加载装置、滑座3、伺服电机5和控制单元11。其中，所述负荷加载装置安装于所述基座1上，所述负荷加载装置的输入端连接谐波减速器6的柔轮；所述滑座3滑动安装于所述基座1上且滑向所述负荷加载装置，通常滑座3通过滑轨滑动安装于基座1上，所述滑座3上设有用于固定谐波减速器6的刚轮的固定支架4；所述伺服电机5滑动安装于所述滑座3上，所述伺服电机5滑向所述固定支架4，通常伺服电机5通过滑轨滑动安装于滑座3上，所述伺服电机5的动力输出轴连接谐波减速器6的波发生器；控制单元11用于进行信息处理且记录参数，所述控制单元11连接所述伺服电机5和负荷加载装置，所述负荷加载装置优选为磁粉制动器2，控制单元11可以直观的反映磁粉制动器2的负荷以及伺服电机5的转速，并记录时间参数。
所述磁粉制动器2的输入端固定安装有一固定座7，所述固定座7通过紧固件连接一柔轮连接座8，所述柔轮连接座8通过紧固件连接柔轮的端面；所述固定支架4通过紧固件连接刚轮安装座9，所述刚轮安装座9与刚轮的端面通过紧固件连接；伺服电机5的动力输出轴端安装有卡爪10，通过卡爪10夹持波发生器的动力端。柔轮连接座8和刚轮安装座9作为中间过渡连接件，当谐波减速器6的型号发生变化时，可以只改变柔轮连接座8和刚轮安装座9，使其与被检测的谐波减速器6相匹配，而不必改变其他零部件，实现了一机多用。
所述基座1上安装有成像装置，所述成像装置朝向谐波减速器6且与所述控制单元11连接。所述成像装置优选为摄像机，尤其使用高速摄像机12效果将更好，通过高速摄像机12记录柔轮与刚轮的啮合过程，以及柔轮的变形情况，可以及时准确的反映出正常工作状态下谐波减速器6的性能参数。
所述基座1上安装有音频接收装置，所述音频接收装置靠近谐波减速器6；所述控制单元11设有音频比较装置，所述音频接收装置与音频比较装置相连接，所述音频接收装置优选为音频接收器13，所述音频比较装置优选为音频比较器，将谐波减速器6正常工作状态的音频收集到音频比较器，然后用音频接收器13接收实际工作状态下的谐波减速器6的音频，与已有音频比较，如果频率有异常，则报警提示，并记录时间，更加准确的检测出谐波减速器6的性能参数。
所述柔轮连接座8连接有用于检测柔轮定位与回差精度的角度编码器，所述角度编码器连接控制单元11，所述角度编码器优选为绝对值编码器14，在空载或者负荷状态下，可以通过伺服电机5的输入角度与柔轮的实际转变角度进行比较，也可以比较柔轮转过的角度与回转的角度之差，即所谓的回差，可以直观的反映出谐波减速器6的性能。
总之，本发明所述的性能参数综合实验台通过基座1、滑座3、伺服电机5、磁粉制动器2、高速摄像机12、音频接收器13、绝对值编码器14和控制单元11的组合，实现了谐波减速器多项性能指标的在线检测，不仅能够进行加载模拟实验检测，还能够进行数据处理和记录，能够满足生产、教学等多领域的应用。从本发明的构思出发，为了追求更高精度、更准确的实验结果而提高各性能检测设备的精度，例如高速摄像机的帧数、绝对值编码器的位数等，或者采用其他的检测设备简单的替换而达到检测目的，来完成性能参数综合实验，都属于本发明的保护范围。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.机器人谐波减速器性能参数综合实验台，其特征在于，包括：
基座；
负荷加载装置，所述负荷加载装置安装于所述基座上，所述负荷加载装置的输入端连接谐波减速器的柔轮；
滑座，所述滑座滑动安装于所述基座上且滑向所述负荷加载装置，所述滑座上设有用于固定谐波减速器的刚轮的固定支架；
滑动安装于所述滑座上的伺服电机，所述伺服电机滑向所述固定支架，所述伺服电机的动力输出轴连接谐波减速器的波发生器；
用于进行信息处理且记录参数的控制单元，所述控制单元连接所述伺服电机和负荷加载装置。
2.如权利要求1所述的机器人谐波减速器性能参数综合实验台，其特征在于，所述负荷加载装置的输入端固定安装有一固定座，所述固定座通过紧固件连接一柔轮连接座，所述柔轮连接座通过紧固件连接柔轮的端面；所述固定支架通过紧固件连接刚轮安装座，所述刚轮安装座与刚轮的端面通过紧固件连接。
3.如权利要求1或2所述的机器人谐波减速器性能参数综合实验台，其特征在于，所述基座上安装有成像装置，所述成像装置朝向谐波减速器且与所述控制单元连接。
4.如权利要求3所述的机器人谐波减速器性能参数综合实验台，其特征在于，所述成像装置为摄像机。
5.如权利要求3所述的机器人谐波减速器性能参数综合实验台，其特征在于，所述基座上安装有音频接收装置，所述音频接收装置靠近谐波减速器；所述控制单元设有音频比较装置，所述音频接收装置与音频比较装置相连接。
6.如权利要求5所述的机器人谐波减速器性能参数综合实验台，其特征在于，所述柔轮连接座连接有用于检测柔轮定位与回差精度的角度编码器，所述角度编码器连接控制单元。
7.如权利要求6所述的机器人谐波减速器性能参数综合实验台，其特征在于，所述角度编码器为绝对值编码器。
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