本發(fā)明涉及減速器測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及精密減速器靜態(tài)性能測試裝置及其測試方法。

背景技術(shù)：

隨著我國老齡化人口的到來，勞動力成本不斷增高。工業(yè)機(jī)器人以越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是汽車行業(yè)。目前，常見的工業(yè)機(jī)器人有焊接機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、裝配機(jī)器人等，各類機(jī)器人的共同特點是要求重復(fù)定位精度高。精密減速器作為工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)零部件，其靜態(tài)性能指標(biāo)，如減速器剛度性能、回差性能等是衡量減速器品質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)，直接決定了工業(yè)機(jī)器人的動作精準(zhǔn)度。

傳統(tǒng)的減速器靜態(tài)性能測試裝置的扭矩加載機(jī)構(gòu)多采用杠桿-砝碼加載式，對于輸出扭矩較大的減速器，需要配置“重型”砝碼，不易實現(xiàn)；測量轉(zhuǎn)角采用光柵傳感器和編碼器采集數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量精度低，費用昂貴。

中國專利“一種基于激光測量的機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器傾覆剛度測試系統(tǒng)”(申請?zhí)?01520872721.1)，該裝置包括底座、減速器、加載力臂、激光發(fā)射器以及高度尺，底座上安裝減速器，減速器包括減速器殼體、減速器輸出端，減速器輸出端與輸出轉(zhuǎn)接板相連，轉(zhuǎn)接板上端設(shè)有加載力臂，加載力臂一端設(shè)有重錘，加載力臂上端固定連接第一鏡架轉(zhuǎn)接板，第一鏡架轉(zhuǎn)接板上設(shè)有激光發(fā)射器。該裝置測量減速器的剛度性能的扭矩加載機(jī)構(gòu)多采用杠桿-砝碼加載方式，對于輸出扭矩較大的減速器，需要配置“重型”砝碼，不易實現(xiàn)；

中國專利“減速器測試設(shè)備”(申請?zhí)?01310739940.8)，該設(shè)備包括支撐平臺以及設(shè)置在支撐平臺上的伺服電機(jī)、輸入轉(zhuǎn)輪、輸出轉(zhuǎn)輪、負(fù)載設(shè)備以及角度傳感器，其中伺服電機(jī)的輸出軸與輸入轉(zhuǎn)輪的相對設(shè)置的第一側(cè)軸和第二側(cè)軸中的一個連接，以驅(qū)動輸入轉(zhuǎn)輪繞由第一側(cè)軸和第二側(cè)軸定義的第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，待測減速器與角度傳感器分別連接輸出轉(zhuǎn)輪的相對設(shè)置的第三側(cè)軸與第四側(cè)軸，輸出轉(zhuǎn)輪與輸入轉(zhuǎn)輪嚙合，進(jìn)而繞由第三側(cè)軸與第四側(cè)軸所定義的且平行于第一轉(zhuǎn)軸的第二轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動，角度傳感器用于獲得待測減速器的轉(zhuǎn)矩角。該裝置測試減速器的回差性能，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便、費用昂貴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種精度可調(diào)、加載力矩可調(diào)、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，并將測試數(shù)據(jù)直接輸入PC處理系統(tǒng)，結(jié)果直觀的精密減速器靜態(tài)性能測試裝置及其測試方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

精密減速器靜態(tài)性能測試裝置，包括底板、待測減速器、減速器固定座、輸出軸、軸承座、位移桿、位移傳感器、力矩桿、稱重傳感器和絲杠機(jī)構(gòu)，所述減速器固定座和所述軸承座固定于所述底板上，所述待測減速器設(shè)置在減速器固定座中，所述輸出軸同軸安裝在待測減速器的輸出法蘭上，所述輸出軸設(shè)置于軸承座上，所述位移桿的一端與輸出軸固定連接，位移桿的另一端與所述位移傳感器的接頭相連，所述位移傳感器設(shè)置于減速器固定座的一側(cè)，所述力矩桿的一端與輸出軸固定連接，力矩桿的另一端與所述稱重傳感器的接頭相連，所述稱重傳感器設(shè)置于減速器固定座的另一側(cè)，所述稱重傳感器連接絲杠機(jī)構(gòu)，所述絲杠機(jī)構(gòu)固定于底板上，本發(fā)明采用測量位移轉(zhuǎn)化角度值，根據(jù)實際測試需求調(diào)節(jié)位移桿的長度，可以得到不同的測試精度。

優(yōu)選的，所述減速器固定座上開有圓形通孔，所述待測減速器上設(shè)置有減速器轉(zhuǎn)換套，所述減速器轉(zhuǎn)換套上同軸連接有減速器連接套，所述減速器連接套同軸連接在減速器固定座的圓形通孔上，更換對應(yīng)的減速器轉(zhuǎn)換套可以實現(xiàn)不同型號減速器的測試。

優(yōu)選的，所述待測減速器輸入軸上還設(shè)置有輸入軸止轉(zhuǎn)壓環(huán)和輸入軸止轉(zhuǎn)套，所述輸入軸止轉(zhuǎn)壓環(huán)和輸入軸止轉(zhuǎn)套固連在所述減速器固定座上，所述輸入軸止轉(zhuǎn)壓環(huán)與輸入軸止轉(zhuǎn)套通過螺釘連接，所述輸入軸止轉(zhuǎn)套與減速器輸入軸通過鍵連接，本發(fā)明在待測減速器的輸入軸上安裝可調(diào)節(jié)的止轉(zhuǎn)裝置，實現(xiàn)減速器在不同嚙合狀態(tài)下的測試，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，容易制造。

優(yōu)選的，所述絲杠機(jī)構(gòu)包括滑槽、絲杠、滑塊和絲杠六方頭，所述滑槽垂直設(shè)置于底板上，所述滑槽內(nèi)設(shè)置有豎直方向的絲杠，所述絲杠通過滑槽頂端外的絲杠六方頭固定在滑槽內(nèi)，所述絲杠上設(shè)置有滑塊，所述滑塊沿絲杠自由滑動，所述滑塊連接稱重傳感器，本發(fā)明的加載系統(tǒng)采用絲杠滑塊機(jī)構(gòu)對輸出軸施加轉(zhuǎn)矩，通過滑塊和力矩桿之間的稱重傳感器采集數(shù)據(jù)，加載范圍大，加載均勻，數(shù)據(jù)采集方便。

優(yōu)選的，還包括測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括信號采集變送卡和PC軟件處理系統(tǒng)，所述位移傳感器與稱重傳感器連接信號采集變送卡，信號采集變送卡連接PC軟件處理系統(tǒng)，所述連接為有線連接或無線連接，本發(fā)明將稱重傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)直接輸出到信號采集變送卡，經(jīng)過PC軟件處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，直接得出減速器的剛度曲線和空程值，實現(xiàn)了自動采集數(shù)據(jù)和分析。

精密減速器靜態(tài)性能測試裝置的測試方法：所述輸出軸上安裝的位移桿將輸出軸的轉(zhuǎn)動量通過所述位移傳感器輸出到信號采集變送卡，所述絲杠機(jī)構(gòu)帶動力矩桿轉(zhuǎn)動，所述力矩桿連接的稱重傳感器將輸出軸所受轉(zhuǎn)矩值也輸出到信號采集變送卡，經(jīng)過PC軟件處理后，得出減速器的剛度曲線和空程值。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果為：

1)傳統(tǒng)的測試臺將輸入軸固定，只能測試減速器單個狀態(tài)下的結(jié)果。本發(fā)明在待測減速器的輸入軸上安裝可調(diào)節(jié)的止轉(zhuǎn)裝置，實現(xiàn)減速器在不同嚙合狀態(tài)下的測試，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，容易制造。

2)傳統(tǒng)的測試臺使用聯(lián)軸器將減速器的輸出軸與加載力矩軸連接。本發(fā)明中樣機(jī)的安裝、加載力矩的安裝都以樣機(jī)回轉(zhuǎn)中心作為基準(zhǔn)，定位精度高。

3)傳統(tǒng)的測試臺力矩加載多采用杠桿-砝碼，不能實現(xiàn)高負(fù)載測試。本發(fā)明的加載系統(tǒng)采用絲杠滑塊機(jī)構(gòu)對輸出軸施加轉(zhuǎn)矩，通過滑塊和力矩桿之間的稱重傳感器采集數(shù)據(jù)，加載范圍大，加載均勻，數(shù)據(jù)采集方便。

4)傳統(tǒng)的測試臺輸出轉(zhuǎn)角取值采用角度傳感器，但角度傳感器測量精度低，無法滿足的高精密減速器的測試需求。本發(fā)明采用測量位移轉(zhuǎn)化角度值，根據(jù)實際測試需求調(diào)節(jié)位移桿的長度，可以得到不同的測試精度。

5)本發(fā)明將稱重傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)直接輸出到信號采集變送卡，經(jīng)過PC軟件處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，直接得出減速器的剛度曲線和空程值，實現(xiàn)了自動采集數(shù)據(jù)和分析。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明精密減速器靜態(tài)性能測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明精密減速器靜態(tài)性能測試裝置的主視圖；

圖3為圖2的剖視圖；

圖4為本發(fā)明精密減速器靜態(tài)性能測試裝置的測試系統(tǒng)示意圖。

圖中標(biāo)記為：1、底板；2、減速器固定座；3、軸承座；4、滑槽；5、絲杠；6、滑塊；7、稱重傳感器；8、絲杠六方頭；9、力矩桿；10、位移桿；11、位移傳感器；12、輸入軸止轉(zhuǎn)套；13、輸入軸止轉(zhuǎn)壓環(huán)；14、待測減速器；15、減速器轉(zhuǎn)換套；16、連接套；17、輸出軸；18、絲杠機(jī)構(gòu)；19、測試系統(tǒng)；20、信號采集變送卡；21、PC軟件處理系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。

如圖1-4所示，本發(fā)明的精密減速器靜態(tài)性能測試裝置，包括底板1、待測減速器14、減速器固定座2、輸出軸17、軸承座3、位移桿10、位移傳感器11、力矩桿9、稱重傳感器7和絲杠機(jī)構(gòu)18，減速器固定座2和軸承座3固定于底板1上，待測減速器14設(shè)置在減速器固定座2中，輸出軸17同軸安裝在待測減速器14的輸出法蘭上，輸出軸17設(shè)置于軸承座3上，位移桿10的一端與輸出軸17固定連接，位移桿10的另一端與位移傳感器11的接頭相連，位移傳感器11設(shè)置于減速器固定座2的一側(cè)，力矩桿9的一端與輸出軸17固定連接，力矩桿9的另一端與稱重傳感器7的接頭相連，稱重傳感器7設(shè)置于減速器固定座2的另一側(cè)，稱重傳感器7連接絲杠機(jī)構(gòu)18，絲杠機(jī)構(gòu)18固定于底板1上，本發(fā)明采用測量位移轉(zhuǎn)化角度值，根據(jù)實際測試需求調(diào)節(jié)位移桿10的長度，可以得到不同的測試精度。

減速器固定座2上開有圓形通孔，待測減速器14上設(shè)置有減速器轉(zhuǎn)換套15，減速器轉(zhuǎn)換套15上同軸連接有減速器連接套16，減速器連接套16同軸連接在減速器固定座2的圓形通孔上，更換對應(yīng)的減速器轉(zhuǎn)換套15可以實現(xiàn)不同型號減速器的測試。

待測減速器14輸入軸上還設(shè)置有輸入軸止轉(zhuǎn)壓環(huán)13和輸入軸止轉(zhuǎn)套12，輸入軸止轉(zhuǎn)壓環(huán)13和輸入軸止轉(zhuǎn)套12固連在減速器固定座2上，輸入軸止轉(zhuǎn)壓環(huán)13與輸入軸止轉(zhuǎn)套12通過螺釘連接，輸入軸止轉(zhuǎn)套12與減速器輸入軸通過鍵連接，本發(fā)明在待測減速器14的輸入軸上安裝可調(diào)節(jié)的止轉(zhuǎn)裝置，實現(xiàn)待測減速器14在不同嚙合狀態(tài)下的測試，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，容易制造。

絲杠機(jī)構(gòu)18包括滑槽4、絲杠5、滑塊6和絲杠六方頭8，滑槽4垂直設(shè)置于底板1上，滑槽4內(nèi)設(shè)置有豎直方向的絲杠5，絲杠5通過滑槽4頂端外的絲杠六方頭8固定在滑槽4內(nèi)，絲杠5上設(shè)置有滑塊6，滑塊6沿絲杠5自由滑動，滑塊6連接稱重傳感器7，本發(fā)明的加載系統(tǒng)采用絲杠機(jī)構(gòu)18對輸出軸17施加轉(zhuǎn)矩，通過滑塊6和力矩桿9之間的稱重傳感器7采集數(shù)據(jù)，加載范圍大，加載均勻，數(shù)據(jù)采集方便。

還包括測試系統(tǒng)19，所述測試系統(tǒng)9包括信號采集變送卡20和PC軟件處理系統(tǒng)21，所述位移傳感器11與稱重傳感器7連接信號采集變送卡20，信號采集變送卡20連接PC軟件處理系統(tǒng)21，所述連接為有線連接或無線連接，本發(fā)明將稱重傳感器7和位移傳感器11的數(shù)據(jù)直接輸出到信號采集變送卡20，經(jīng)過PC軟件處理系統(tǒng)21進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，直接得出待測減速器14的剛度曲線和空程值，實現(xiàn)了自動采集數(shù)據(jù)和分析。

本發(fā)明精密減速器靜態(tài)性能測試裝置的測試方法是：輸出軸17上安裝的位移桿10將輸出軸17的轉(zhuǎn)動量通過位移傳感器11輸出到信號采集變送卡19，絲杠機(jī)構(gòu)18帶動力矩桿9轉(zhuǎn)動，力矩桿9連接的稱重傳感器7將輸出軸17所受轉(zhuǎn)矩值也輸出到信號采集變送卡19，經(jīng)過PC軟件處理系統(tǒng)20處理后，得出減速器的剛度曲線和空程值。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。