本發(fā)明涉及精密減速器綜合性能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)機器人關(guān)節(jié)用精密減速器綜合性能測試實驗臺。

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)機器人有焊接機器人、碼垛機器人、裝配機器人等。作為工業(yè)機器人關(guān)節(jié)零部件的精密減速器，其綜合性能對工業(yè)機器人的產(chǎn)品質(zhì)量具有極其重要的影響。

精密減速器綜合性能主要包括回差、傳動效率、噪音、振動、溫升等指標?；夭钍侵篙斎胼S反轉(zhuǎn)時，輸出軸在運動上滯后于輸入軸的現(xiàn)象，回差可通過扭轉(zhuǎn)剛度曲線計算。在機械臂的實際工況中，需要大量的高精度往復(fù)運動，因此，對精密減速器回差的測試及檢測至關(guān)重要。傳動效率是指減速器輸出端功率與輸入端功率的比值，振動、噪音、溫升是指減速器工作時的性能指標，是衡量減速器產(chǎn)品質(zhì)量的重要標準。

目前，國內(nèi)已有一些關(guān)于減速器性能參數(shù)的測試裝置，但大多是只能測試某個或某幾個性能參數(shù)，能夠綜合測試傳動效率、扭轉(zhuǎn)剛度、振動噪音及溫升等參數(shù)的測試實驗臺還很少。專利號為CN102901625A的專利公開了一種機器人關(guān)節(jié)用減速器綜合性能測試系統(tǒng)，包括伺服電機、被測減速器、角度測量裝置、扭矩傳感器、負載手臂等機械部分以及電氣控制部分。此方法采用負載手臂對被測減速器輸出端進行添加負載，采用伺服電機對被測減速器輸入端進行加載，根據(jù)專利描述，該系統(tǒng)不能測試指定負載下減速器的傳動效率，不能測試指定某個角度點的扭轉(zhuǎn)剛度，不能測試多種型號精密減速器的性能，不能在同一臺裝置上測試扭轉(zhuǎn)剛度及傳動效率，且扭轉(zhuǎn)剛度測試范圍小，測試效率低，安裝拆卸不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了彌補現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種精密減速器綜合性能測試實驗臺，采用磁粉制動器提供輸出端負載，伺服電機輸入端加載，中間添加角度、轉(zhuǎn)速、溫度、振動、噪音測試裝置的方式，以此測試精密減速器的綜合性能，綜合性能主要包括靜態(tài)性能與動態(tài)性能，其中靜態(tài)性能包括扭轉(zhuǎn)剛度性能，動態(tài)性能包括傳動效率、振動、噪音及溫升性能。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，包括伺服電機、輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、高精度編碼器、被測減速器、振動噪音及溫度傳感器、輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器的主要部件及底座、水平滑臺、聯(lián)軸器、減速器安裝座等連接固定的輔助部件，其特征在于：所述伺服電機通過輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩傳感器與被測減速器輸入軸聯(lián)接，所述高精度編碼器安裝于被測減速器輸入軸上，高精度編碼器用于讀取被測減速器輸入端的角度信息，所述的磁粉制動器通過輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與被測減速器輸出端聯(lián)接，磁粉制動器用于固定被測減速器輸出端或為被測減速器輸出端提供指定負載，所述的被測減速器旁邊安裝有振動噪音及溫度傳感器，所述的伺服電機、輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、高精度編碼器、輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器、振動噪音及溫度傳感器均與工業(yè)控制計算機相連，所述的伺服電機、輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、高精度編碼器與被測減速器同軸連接并固定安裝于水平滑臺上。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的高精度編碼器安裝于被測減速器輸入端，磁粉制動器安裝于被測減速器輸出端，通過磁粉制動器固定被測減速器輸出端不同角度位置、伺服電機加載輸入端、高精度編碼器讀取角度量及輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器讀取扭矩量的方式，實現(xiàn)測試被測減速器不同角度位置的扭轉(zhuǎn)剛度特性。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的伺服電機、高精度編碼器、輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝于被測減速器輸入端，輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器安裝于被測減速器輸出端，用以實現(xiàn)同一臺實驗臺完成靜態(tài)性能及動態(tài)性能測試。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的高精度編碼器安裝于被測減速器輸入端，磁粉制動器安裝于被測減速器輸出端，通過磁粉制動器提供不同負載，伺服電機提供不同加載轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對被測減速器不同負載不同轉(zhuǎn)速下的動態(tài)性能測試。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的水平滑臺下方安裝有齒輪齒條機構(gòu)，齒條安裝于水平滑臺側(cè)面，齒輪與手輪連接并安裝于基座上，通過旋轉(zhuǎn)手輪移動水平滑臺，實現(xiàn)安裝拆卸被測減速器。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的被測減速器通過減速器安裝座固定安裝于水平滑臺上，通過采用不同型號的安裝座，實現(xiàn)不同型號精密減速器的性能測試。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的振動、噪音、溫度傳感器采用磁吸方式吸附在被測減速器安裝座上，用以測試減速器的振動、噪音、溫升性能。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，靜態(tài)性能測試工作流程為：(1)、鎖緊，通過伺服電機旋轉(zhuǎn)被測減速器輸入軸，使輸出端處于指定角度位置，通過程序控制磁粉制動器鎖緊被測減速器輸出端；(2)、正反向加載，通過程序控制伺服電機先正向旋轉(zhuǎn)加載至輸入端預(yù)設(shè)扭矩+N，然后反向旋轉(zhuǎn)加載至輸入端預(yù)設(shè)扭矩-N，然后再正向旋轉(zhuǎn)回到初始位置；(3)、測試，在正反向加載的同時，通過編碼器和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器讀取數(shù)據(jù)，并將通過工業(yè)控制計算機將數(shù)據(jù)顯示出來，至此該點傳動回差測試完畢；(4)、鎖緊下一測試點，通過程序控制松開磁粉制動器，旋轉(zhuǎn)伺服電機使輸出端處于下一指定角度位置，磁粉制動器再鎖緊；(5)、如上進行正反向加載并對該點進行測試；(6)、以此類推，測試輸出端所需其他點的扭轉(zhuǎn)剛度，并對測試數(shù)據(jù)進行綜合分析。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，動態(tài)性能測試工作流程為：(1)、添加負載，通過程序控制磁粉制動器對被測減速器輸出端添加指定負載；(2)、加載，通過程序控制伺服電機按照指定轉(zhuǎn)速加載；(3)、測試及數(shù)據(jù)讀取，讀取被測減速器輸入輸出端的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值，讀取振動、噪音、溫度傳感器信號，并通過程序使數(shù)據(jù)在觸摸屏中顯示并記錄；(4)、以此類推，測試不同轉(zhuǎn)速、不同負載下被測減速器的動態(tài)性能，并對測試數(shù)據(jù)進行綜合分析。

本發(fā)明的有益效果在于：可在同一臺實驗臺上進行動態(tài)性能測試及靜態(tài)性能測試，簡化了測試方法，提高了測試效率。減速器安裝座更換型號，可對不同型號的精密減速器進行性能測試。采用伺服電機進行程序加載，磁粉制動器負載，測試范圍廣，自動化程度高。采用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和高精度編碼器測量輸入端的轉(zhuǎn)矩及旋轉(zhuǎn)角度，測量精度高。編碼器安裝于減速器輸入端，通過速比轉(zhuǎn)換，提高了測量精度。本發(fā)明可對精密減速器進行扭轉(zhuǎn)剛度、傳動效率、振動、噪音、溫升等性能進行測試，具有結(jié)構(gòu)簡單，測試精度高，自動化程度高，測試穩(wěn)定性好等優(yōu)點，滿足工業(yè)機器人對精密減速器的高精度性能測試及檢測要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的精密減速器綜合性能測試實驗臺的原理簡圖。

圖2為本發(fā)明的精密減速器綜合性能測試實驗臺的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的精密減速器綜合性能測試實驗臺的正視圖。

圖4為本發(fā)明的精密減速器綜合性能測試實驗臺中水平滑臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的精密減速器綜合性能測試實驗臺中可更換型號減速器支座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的精密減速器綜合性能測試實驗臺中磁吸式傳感器安裝示意圖。

圖2中，

1-伺服電機；2-輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；3-高精度編碼器；4-被測減速器；5-振動噪音及溫升傳感器；6-輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；7-磁粉制動器；8-底座；9-水平滑臺；10-聯(lián)軸器；11-減速器安裝座。

圖4中，

91-齒條；92-齒輪；93-手輪。

圖6中，

51-振動傳感器；52-噪音傳感器；53-溫度傳感器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施做進一步說明。

如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，由伺服電機1、輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2、高精度編碼器3、被測減速器4、振動噪音及溫度傳感器5、輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器6、磁粉制動器7的主要部件及底座8、水平滑臺9、聯(lián)軸器10、減速器安裝座11等連接固定的輔助部件構(gòu)成，其特征在于：所述伺服電機1通過輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩傳感器2與被測減速器4輸入軸聯(lián)接，所述高精度編碼器3安裝于被測減速器4輸入軸上，高精度編碼器3用于讀取被測減速器4輸入端的角度信息，所述的磁粉制動器7通過輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器9與被測減速器4輸出端聯(lián)接，磁粉制動器7用于固定被測減速器4輸出端或為被測減速器4輸出端提供指定負載，所述的減速器安裝座11旁邊安裝有振動噪音及溫度傳感器5，所述的伺服電機1、輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2、高精度編碼器3、輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器6、磁粉制動器7及振動噪音及溫度傳感器5均與工業(yè)控制計算機相連，所述的伺服電機1、輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2、高精度編碼器3與被測減速器4同軸連接并固定安裝于水平滑臺9上。

如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的高精度編碼器3安裝于被測減速器4輸入端，磁粉制動器7安裝于被測減速器4輸出端，通過磁粉制動器7固定被測減速器4輸出端不同角度位置、伺服電機1加載輸入端、高精度編碼器3讀取角度量及輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2讀取扭矩量的方式，實現(xiàn)測試被測減速器4不同角度位置的扭轉(zhuǎn)剛度特性。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的伺服電機1、高精度編碼器3、輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2安裝于被測減速器4輸入端，輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器6、磁粉制動器7安裝于被測減速器4輸出端，用以實現(xiàn)同一臺實驗臺完成靜態(tài)性能及動態(tài)性能測試。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的高精度編碼器3安裝于被測減速器4輸入端，磁粉制動器7安裝于被測減速器4輸出端，通過磁粉制動器7提供不同負載、伺服電機1提供不同加載轉(zhuǎn)速，可實現(xiàn)測試被測減速器4不同負載不同轉(zhuǎn)速下的動態(tài)性能。

如圖2、圖4所示，本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的水平滑臺9下方安裝有齒輪齒條機構(gòu)，齒條91安裝于水平滑臺9側(cè)面，齒輪92與手輪93連接并安裝于底座8上，通過旋轉(zhuǎn)手輪93移動水平滑臺9，實現(xiàn)安裝拆卸被測減速器4。

如圖2、圖4所示，本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的被測減速器4通過減速器安裝座11固定安裝于水平滑臺9上，通過改變減速器安裝座11內(nèi)孔直徑φ，如φ1變成φ2，實現(xiàn)不同型號精密減速器的性能測試。

如圖2、圖5所示，本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，其特征在于：所述的振動噪音及溫度傳感器5采用磁吸方式吸附在減速器安裝座11上，用以測試減速器的振動、噪音、溫升性能；

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，靜態(tài)性能測試工作流程為：(1)、鎖緊，通過伺服電機1旋轉(zhuǎn)被測減速器4輸入軸，使輸出端處于指定角度位置，通過程序控制磁粉制動器7鎖緊被測減速器4輸出端；(2)、正反向加載，通過程序控制伺服電機1先正向旋轉(zhuǎn)加載至輸入端預(yù)設(shè)扭矩+N，然后反向旋轉(zhuǎn)加載至輸入端預(yù)設(shè)扭矩-N，然后再正向旋轉(zhuǎn)回到初始位置；(3)、測試，在正反向加載的同時，通過編碼器3和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2讀取數(shù)據(jù)，并將通過工業(yè)控制計算機將數(shù)據(jù)顯示出來，至此該點傳動回差測試完畢；(4)、鎖緊下一測試點，通過程序控制松開磁粉制動器7，旋轉(zhuǎn)伺服電機1使輸出端處于下一指定角度位置，磁粉制動器7再鎖緊；(5)、如上進行正反向加載并對該點進行測試；(6)、以此類推，測試輸出端所需其他點的扭轉(zhuǎn)剛度，并對測試數(shù)據(jù)進行綜合分析。

本發(fā)明提供的精密減速器綜合性能測試實驗臺，動態(tài)性能測試工作流程為：(1)、添加負載，通過程序控制磁粉制動器7對被測減速器4輸出端添加指定負載；(2)、加載，通過程序控制伺服電機1按照指定轉(zhuǎn)速加載；(3)、測試及數(shù)據(jù)讀取，讀取被測減速器4輸入輸出端的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值，讀取振動噪音及溫度傳感器5信號，并通過程序使數(shù)據(jù)在觸摸屏中顯示并記錄；(4)、以此類推，測試不同轉(zhuǎn)速、不同負載下被測減速器4的動態(tài)性能，并對測試數(shù)據(jù)進行綜合分析。