CN215218056U - 一种基于机械臂的rv减速器性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种基于机械臂的RV减速器性能测试装置，测试装置设有底座，所述底座上通过支座固定有RV减速器、伺服电机和两个转矩转速传感器，其中一个转矩转速传感器通过联轴器与伺服电机输出轴和RV减速器输入轴连接，另一个转矩转速传感器通过联轴器与RV减速器输出轴和机械臂连接，所述机械臂作为测试RV减速器的负载，该装置减少了支座制造加工时材料的用量，节约了测试装置的成本。

Description

一种基于机械臂的RV减速器性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及减速机检测技术领域。

背景技术

RV减速器自问世以来，因其具有结构紧凑、体积小、质量轻、使用寿命长、传动比范围大、传动精度高、传动平稳和传动效率高等优点，被广泛应用于许多需要精密传动的领域，例如工业机器人、航天等。与另一种常用的精密减速器谐波减速器相比，RV减速器具有更高的刚度，更稳定的回差精度，可以承载更大的扭矩，且随着使用时间的增长，RV减速器运动精度不会显著降低。因此，作为先进工业机器人的关节减速器，RV减速器比谐波减速器更具优势。

中国工业机器人市场正飞速的发展，然而国内的工业机器人市场却始终被国外品牌所占据，其主要原因是核心零部件不能自给自足。其中精密减速器、驱动及控制器、伺服电机是机器人最重要的三个核心零部件。而精密减速器则是发展机器人技术的最重要因素，也是制约降低国产机器人成本的第一因素。

目前，市场上现存的一体式RV减速器性能测试装置，大部分测试装置传动***输出端都是采用磁粉制动器作为负载，这样不仅笨重，而且失去了RV减速器在机器臂实际运用情况中的模拟。因此设计合理的减速器综合性能测试平台,不仅可以为制定机器人RV减速器相关的质量标准及检测方法提供参考，同时也为提高减速器各项性能提供实践的参考资料和设计依据。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种的RV减速器性能测试装置，解决传统的RV减速器性能测试装置传动***输出端采用的负载设备无法实际模拟RV减速器在机械臂中多自由度运动的情况，且负载设备比较笨重的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于机械臂的RV减速器性能测试装置，测试装置设有底座，所述底座上通过支座固定有RV减速器、伺服电机和两个转矩转速传感器，其中一个转矩转速传感器通过联轴器与伺服电机输出轴和RV减速器输入轴连接，另一个转矩转速传感器通过联轴器与RV减速器输出轴和机械臂连接，所述机械臂作为测试RV减速器的负载。

所述伺服电机和RV减速器，以及连接伺服电机和RV减速器的转矩转速传感器均固定在独立的支座，所述独立的支座均通过滑块固定在导轨上，所述滑轨上设有将滑块锁止在导轨上的定位销。

所述RV减速器的输出轴和输入轴上均设置有光栅编码器，所述光栅编码器，两个所述转矩转速传感器和两个所述光栅编码器均连接工控计算机，并将所采集的信号输送至工控计算机。

所述工业控制计算机连接PLC并输出控制信号至PLC，所述PLC输出控制信号至驱动器，所述驱动器输出驱动信号至三相变压器，所述三相变压器连接电源并为伺服电机和机械臂供电。

本实用新型在RV减速器检测装置的输出端采用机械人手臂作为负载，模拟机器人的手臂在实际运转时关节处RV减速器性能参数的精度情况，将所测的性能参数进行分析与处理，用来验证RV减速器理论设计的可行性或修正某一性能的理论计算模型，对推动国产RV减速器的进程具有重大意义。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为RV减速器性能测试装置原理图；

图2为RV减速器性能测试装置结构示意图；

图3为图2中机械臂结构示意图；

图4为RV减速器性能测试装置电源管理电路框图；

上述图中的标记均为：1、机械臂；2、联轴器；3、转矩转速传感器；4、底座；5、支座；6、RV减速器；7、伺服电机；8、导轨；9、滑块；10、定位销。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

基于机械臂1的RV减速器6性能测试装置，底座4是用来支撑和固定每个硬件设备在垂直方向上的位置，同时也是为了保证测试装置的同轴度，将其设计成镂空的结构是为了在加工过程中节省材料及满足在垂直方向上机构材料所承受的挤压变形。在RV减速器6、转矩转速传感器3、伺服电机7的底座4下安装了硬件支座5，其目的是为了在更换不同类型RV减速器6时，通过支座5上的定位销10来实现让硬件设备可以在水平方向上左右移动，方便更换安装不同类型RV减速器6及其它硬件设备。

测试装置输出最末端通过联轴器2连接我们所测试的不同类型的机械臂1，当所有硬件设备装配完成时，按下装置红色启动按钮时，整个测试装置开始运行，此时将伺服电机7的转速调节到一个合适的范围内，用于整个设备的预热。转矩转速传感器3、RV减速器6、机械臂1等硬件设备通过不同类型的联轴器2连接，并在伺服电机7的驱动下开始转动；转矩转速传感器3是用来检测RV减速器6的转速和转矩；机械臂1是用来模拟减速器在机器人实际运用时的工作情况。

当测试装置开始运转时，RV减速器6输入输出两端的转矩转速传感器3会将RV减速器6输入输出轴的转速和转矩信号检测出来并通过数据采集卡进行采集，最后将采集到的信号传输给上位机，上位机通过设计好的检测***对数据进行处理并展现在人机交互界面上，我们可以通过所测的这些数据对RV减速器6的性能做一个预测评估。

如图1所示，当装置工作时，通过工控计算机***发出伺服电机7的转向和转速调节指令及机械臂1的空间位姿调节指令，与此同时转矩转速传感器3、RV减速器6、光栅编码器、机械臂1在伺服电机7的动力驱动下开始工作，将检测到的转速、转矩、角度变化值等信号通过数据采集卡进行采集，并传输到工控计算机***中经过数据处理、存储、生成报表和曲线，最后在HMI(人机交互界面)呈现出来。

电源管理电路主要由数据采集***、逻辑控制***、HMI测控软件***等组成，原理图如图4所示，其中数据采集***的工作原理是当试验台的各硬件设备装配完成时并开始工作时，此时通过光栅编码器、转矩转速传感器3对硬件设备进行信号采集，并将采集的信号通过信号隔离放大滤波电路进行信号的过滤和筛选，最后由数据采集卡进行采集，并将采集到的转矩、转角、转速等信号数据通过PXI总线传输给工控计算机，并通过HMI测控软件***进行数据处理，呈现出报表和曲线。逻辑控制***的工作原理是由PLC发出控制指令，伺服电机7和机械臂1在收到指令后进行工作；PLC可以控制伺服电机7的正反转和转速及控制机械臂1停留在空间不同的位置；最后将运转情况反馈给PLC，PLC将调节的结果通过TCP/IP总线传输给工控计算机。

本装置将测试装置传动***输出端负载采用机械臂1作为测试对象，同时装置在运行时，可以将机械臂1旋转至空间不同的位置模拟机器人在实际运动过程中RV减速器6的性能参数情况，通过RV减速器6传动***输入输出端扭矩传感器测出其转矩和转速信号，并且将测得的信号数据传输给工控计算机，工业计算机可以显示、存储相应数据，得出RV减速器6的传动效率；同时RV减速器6传动***输入输出两端的光栅编码器还可以检测出相应的角度变化信息，并且将信息传输给工控计算，进行数据处理检测出RV减速器6的传动误差，最后通过这些性能参数来验证RV减速器6理论设计的可行性或修正某一性能的理论计算模型。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于机械臂的RV减速器性能测试装置，其特征在于：测试装置设有底座，所述底座上通过支座固定有RV减速器、伺服电机和两个转矩转速传感器，其中一个转矩转速传感器通过联轴器与伺服电机输出轴和RV减速器输入轴连接，另一个转矩转速传感器通过联轴器与RV减速器输出轴和机械臂连接，所述机械臂作为测试RV减速器的负载。

2.根据权利要求1所述的基于机械臂的RV减速器性能测试装置，其特征在于：所述伺服电机和RV减速器，以及连接伺服电机和RV减速器的转矩转速传感器均固定在独立的支座，所述独立的支座均通过滑块固定在导轨上，所述导轨上设有将滑块锁止在导轨上的定位销。

3.根据权利要求1或2所述的基于机械臂的RV减速器性能测试装置，其特征在于：所述RV减速器的输出轴和输入轴上均设置有光栅编码器，所述光栅编码器，两个所述转矩转速传感器和两个所述光栅编码器均连接工控计算机，并将所采集的信号输送至工控计算机。

4.根据权利要求3所述的基于机械臂的RV减速器性能测试装置，其特征在于：所述工控计算机连接PLC并输出控制信号至PLC，所述PLC输出控制信号至驱动器，所述驱动器输出驱动信号至三相变压器，所述三相变压器连接电源并为伺服电机和机械臂供电。

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