机器人精密摆线减速器的寿命试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，所述减速器为包括输入法兰、摆线齿轮、偏心轴、传动元件、输出法兰的一级或多级传动的机器人用精密摆线减速器。根据本实用新型专利技术所述的机器人精密摆线减速器寿命试验装置，缩短了试验周期，可以反映出精密摆线减速器在运行时的全过程状态变化，动态的载荷加载方式更符合机器人减速器实际的载荷状态，进而能够在较短的代价下实现对精密摆线减速器寿命的精确评估。

Life test device for robot precision cycloid reducer

The utility model provides a life test device for a robot precision cycloid reducer, which is a robot precision cycloid reducer with one or more stages of transmission including input flange, cycloid gear, eccentric shaft, transmission element and output flange. According to the life test device of the robot precise cycloid reducer described in the utility model, the test period is shortened, the state change of the precise cycloid reducer during operation can be reflected, and the dynamic load loading mode is more in line with the actual load state of the robot reducer, and can be realized at a shorter cost. Accurate evaluation of life of precision cycloid reducer.

【技术实现步骤摘要】
机器人精密摆线减速器的寿命试验装置
本技术涉及机器人用精密减速器寿命试验
，具体涉及一种机器人精密摆线减速器的寿命试验装置。
技术介绍
众所周知，减速器是工业机器人最重要的基础部件，每个关节都需要用到不同的减速器产品。作为机器人最重要的三大部件之一，减速器的成本甚至占到了整个机器人的30％以上，而目前国内机器人精密减速器8成以上却依赖进口。目前的高精度机器人减速器以日本的谐波和RV为主，其共同特点是小体积、大传动比、高精度、高扭矩。国内目前有多家制造企业开始对机器人精密减速器的结构、制造、加工工艺进行创新创造，也诞生了诸如谐波、摆线针轮、机器人关节减速器等多款拥有自主知识产权的产品。近年来，少齿差行星减速器由于其结构形式简单、传动比大、传动效率高、体积小等诸多优点，在近些年吸引了众多企业的目光，同时也得到了飞速发展。以日本RV、斯洛伐克Spinea为首的通过摆线针轮结构实现的机器人精密减速器得到了广泛的应用。但是在这种减速器作为空间机构中传动系统的核心部件，工作时常常承受巨大的负载，并且常常会不间断地工作，故对其工作时的可靠性也必须严格要求。普通的精密减速器单价常常可以达到几千元甚至上万元，如果正常工作时突然失效或者在没有时刻关注时退化失效都会给维修或者保障带来巨大的麻烦，甚至带来巨大的经济损失。国内虽然也有几款不同结构的减速器出现，但由于寿命周期一般较长、减速器寿命退化理论研究不足、基于传动效率的退化模型限制等诸多因素，使得对于该类减速器的寿命测试和预测成为行业难题。该环节的缺失或不完善导致国内的减速器在可靠性、寿命稳定性上与国外产品差距巨大，没有科学的寿命测试过程也就无法对制造和加工工艺形成有效的正反馈。因而建立一套科学合理的机器人精密摆线减速器寿命预测模型和试验方法，具有重要的研究和产业意义，也是加快我国自主机器人减速器产业发展的必要环节。常规的减速器或其他机械部件寿命试验过程中，载荷是通过加载装置单次加载，这会使得载荷在经过长时间运行后发生变化；现有的针对减速器可靠性寿命的研究主要是基于传动效率退化模型，缺少对传动精度、振动、温度等多指标的综合考虑；机器人精密摆线减速器一般寿命时间较长，进行常规的寿命试验需要花费很长的时间和成本，因此需要可靠的加速退化试验理论与方法来进行加速退化试验。有鉴于此，需要对现有技术进行改进，以满足目前对机器人用精密减速器试验装置的使用要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，针对机器人精密摆线减速器的寿命试验问题，以力图解决或至少缓解上面存在的问题，通过加速退化试验大大缩短了试验周期，进而能够在较短的代价下实现对精密摆线减速器寿命的精确评估。为实现上述目的，技术提供如下技术方案：一种机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，所述减速器为包括输入法兰、摆线齿轮、偏心轴、传动元件、输出法兰的一级或多级传动的机器人用精密摆线减速器。进一步的，所述寿命试验装置主要包括控制柜、控制器、数据采集器、计算机、显示器、工作台、驱动电机、联轴器、输入端扭矩传感器、输入端角度传感器、减速器支撑基座、减速器、输出端角度传感器、输出端扭矩传感器、加载装置、加速度传感器和温度传感器。进一步的，在工作台上设置两条滑轨，驱动电机和加载装置可通过自身的底座在滑轨上移动，在驱动电机和加载装置中间固定减速器支撑基座，在减速器支撑基座上设置减速器。附图说明图1为本技术的待测机器人精密摆线减速器的结构示意图。图2为本技术的机器人精密摆线减速器的寿命试验装置台架示意图。图3为本技术的寿命试验装置控制柜正面示意图。图4为本技术的寿命试验装置控制柜背面示意图。图5为本技术的机器人精密摆线减速器的寿命试验装置台架示意图。图6a-e为本技术的五种常见性能退化曲线示意图。图7a，b为本技术的不同参数下Weibull分布曲线及其相应参数拟合为线性分布的Weibull坐标图。(注意：附图中的所示结构只是为了说明技术特征的示意，并非是要依据附图所示结构。)具体实施方式如图1所示，根据本技术所述的机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，主要应用于待测机器人精密摆线减速器，图1并未完整展示减速器的所有零部件。如图1所示的待测机器人精密摆线减速器，主要包括密封圈1、端盖2、输出法兰3、交叉滚子轴承4、传动元件5、滚针轴承6、偏心轴7、滚针8、摆线齿轮9、壳体10和输入法兰11。上述偏心轴7位于壳体10的内部，两侧设置有摆线齿轮9，摆线齿轮9的两边设置有传动元件5，传动元件分别连接于端盖2和输出法兰3和输入法兰11。在图1所示的实施例中，传动元件5为一种盘式结构。在其他实施例中，待测减速器可以为包含输入法兰、输出法兰、传动元件、偏心轴、摆线齿轮几个核心部件的其他结构的一级或多级传动的机器人用精密摆线减速器，传动元件也可以是针式、十字型等其他结构。如图2-4所示，根据本技术所述的机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，主要包括控制柜12、控制器13、数据采集器14、计算机15、显示器16、工作台17、驱动电机18、联轴器19、输入端扭矩传感器20、输入端角度传感器21、减速器支撑基座22、减速器23、输出端角度传感器24、输出端扭矩传感器25、加载装置26、加速度传感器27和温度传感器28。其中，如图2所示的台架结构中，在工作台17上设置两条滑轨，驱动电机18和加载装置26可通过自身的底座在滑轨上移动。在驱动电机18和加载装置26中间固定减速器支撑基座22，在减速器支撑基座22上设置减速器23。输入端联轴器19连接驱动电机18输出轴和输入端扭矩传感器21，输出端联轴器19连接减速器23输出轴和输出端扭矩传感器25；输入端角度传感器21安装于减速器23输入轴上，输出端角度传感器24安装于减速器23输出轴上，加速度传感器27通过M6螺栓固接在减速器支撑基座表面，温度传感器28的弹性测头由减速器支撑基座22上的安装孔安装于减速器23外表面。如图3和图4所示，控制器13的控制线与驱动电机18和加载装置26相连，所有传感器的电源、输入、输出信号线连接于数据采集器14上，数据采集器14通过RJ45或其他通讯方式(串口、总线等)与计算机15相连。控制器13、数据采集器14、计算机15、显示器16均固定于控制柜12中。参见图5所示，根据本技术所述的机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，其方法主要包括以下步骤：1)试验条件一致性检查；2)精密摆线减速器加速退化试验；3)精密摆线减速器性能退化数据采集；4)性能衰退曲线拟合并建立退化模型；5)根据失效阈值计算失效寿命；6)确定失效寿命分布，估计Weibull分布参数；7)计算正常工况下精密摆线减速器的可靠性指标；8)寿命预测和性能评估。其中：步骤1)具体为试验前的检查准备工作，试验前必须熟知待测精密摆线减速器可能的失效模式、失效原因及故障类型等；检查各待测样品所处试验条件是否一致，选择符合试验要求的数据采集设备，检查上述试验装置的安装方式、安装精度、设备状态；确认各试验减速器相同且无破裂损坏，各试验减速器的条件一致性。步骤2)和3)具体是进行精密摆线减速器的加速退化试验和实验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，所述减速器为包括输入法兰、摆线齿轮、偏心轴、传动元件、输出法兰的一级或多级传动的机器人用精密摆线减速器，其特征在于：所述寿命试验装置主要包括控制柜(12)、控制器(13)、数据采集器(14)、计算机(15)、显示器(16)、工作台(17)、驱动电机(18)、联轴器(19)、输入端扭矩传感器(20)、输入端角度传感器(21)、减速器支撑基座(22)、减速器(23)、输出端角度传感器(24)、输出端扭矩传感器(25)、加载装置(26)、加速度传感器(27)和温度传感器(28)；其中，在工作台(17)上设置两条滑轨，驱动电机(18)和加载装置(26)可通过自身的底座在滑轨上移动，在驱动电机(18)和加载装置(26)中间固定减速器支撑基座(22)，在减速器支撑基座(22)上设置减速器(23)。

【技术特征摘要】
1.一种机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，所述减速器为包括输入法兰、摆线齿轮、偏心轴、传动元件、输出法兰的一级或多级传动的机器人用精密摆线减速器，其特征在于：所述寿命试验装置主要包括控制柜(12)、控制器(13)、数据采集器(14)、计算机(15)、显示器(16)、工作台(17)、驱动电机(18)、联轴器(19)、输入端扭矩传感器(20)、输入端角度传感器(21)、减速器支撑基座(22)、减速器(23)、输出端角度传感器(24)、输出端扭矩传感器(25)、加载装置(26)、加速度传感器(27)和温度传感器(28)；其中，在工作台(17)上设置两条滑轨，驱动电机(18)和加载装置(26)可通过自身的底座在滑轨上移动，在驱动电机(18)和加载装置(26)中间固定减速器支撑基座(22)，在减速器支撑基座(22)上设置减速器(23)。2.根据权利要求1所述的机器人精密摆线减速器的寿命试验装置，其特征在于：所述机器人精密摆线减速器包括密封圈(1)、端盖(2)、输出法兰(3)、交叉滚子轴承(4)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：于振中，王飞，陈浣，张海滨，丁亮，夏科睿，李文兴，
申请(专利权)人：哈工大机器人合肥国际创新研究院，
类型：新型
国别省市：安徽,34