The utility model discloses a high-precision comprehensive performance detector of a precision reducer for robot, which includes a high-speed end, a low-speed end, an adapter, a reference platform body, a three-dimensional displacement system and an information processing module; the high-speed end and the low-speed end are used to realize the transformation of the input and output angle measurement, torque measurement and the dynamic and static test functions of the tested reducer, and are the detector It provides loading power or load force; the adapter is used to fix the tested reducer; the low-speed end is suspended on the reference platform; the high-speed end is connected to the three-dimensional displacement system and driven by it to realize the horizontal and vertical movement as well as the horizontal and vertical plane rotation. The utility model takes the vertical instrument structure as the basic model, enhances the torsional rigidity of the instrument through the structural design, optimizes the sensor layout, reduces the measurement error source, adds the adapter to realize the rapid replacement of the tested reducer, realizes the dynamic and static test process of the precision reducer, and adapts to different forms of the precision reducer.
【技术实现步骤摘要】
机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪
本技术涉及减速器性能检测，特别涉及一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，用于精密减速器综合性能自动化和智能化在线检测。
技术介绍
精密减速器作为机器人运动系统的核心部件，其性能的直接影响到机器人运动的定位精度、稳定程度以及寿命长度等性能。随着机器人产业的迅速发展，机器人用精密减速器需求量逐渐增长，生产规模逐渐扩大，对精密减速器在线检测需求不断扩大，尤其是对生产厂商提高生产质量以及精密减速器用户熟知所使用产品性能指标具有重要意义。故需要一种高精度综合性能检测仪用于机器人用精密减速器。目前国内应用的减速器检测仪，主要有卧式结构和立式结构两大类，采用被测减速器与测量轴系串联的测量方法。但就结构形式和传感器布局方面而言，这两类仪器中均存在诸多不合理设计因素。一些卧式结构检测仪采用将所需零部件悬臂支撑在水平滑移导轨上，一些立式结构检测仪采用多支柱支撑方式，这样的仪器在大扭矩检测情况下，由于刚度的不足，会产生严重的扭振现象，进一步导致仪器轴系的同轴度误差加剧。此外，被测减速器的更换效率低下，不能满足大批量减速器在线快速检测的需求，耗时耗力。而且，对所测得量值无法进行有效可行的误差分离和溯源。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，本技术检测仪可以实现精密减速器动静态测试过程，且可以适应不同形式的精密减速器。本技术检测仪以立式仪器结构为基本模型，通过合理的结构设计增强了仪器抗扭刚度；优化传感器布局，减少了测量误差源；加入转接件实现被测减速器的快速更换。本技术所采用的技术方案...
【技术保护点】
1.一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，其特征在于，包括：高速端(3)，用于实现被测减速器(60)输入端角度测量、扭矩测量以及被测减速器(60)动静态测试功能转化，并为检测仪提供加载动力；低速端(6)，用于实现被测减速器(60)输出端角度测量、扭矩测量以及被测减速器(60)动静态测试功能转化，并为检测仪提供加载动力或负载力；转接件(2)，用于固定被测减速器(60)；工作时，所述转接件(2)的输入端与所述高速端(3)定位并紧固、输出端与所述低速端(6)定位并紧固；基准台体(1)，作为检测仪的测试基准；所述低速端(6)悬挂在所述基准台体(1)上，由所述基准台体(1)向下延伸；三维位移系统(4)，所述高速端(3)固定连接在所述三维位移系统(4)上，并在所述三维位移系统(4)的带动下实现水平和竖直方向的移动以及水平方向所在平面和竖直方向所在平面的转动；信息处理模块(5)，用于与所述三维位移系统(4)、高速端(3)、低速端(6)实现数据传输。
【技术特征摘要】
1.一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，其特征在于，包括：高速端(3)，用于实现被测减速器(60)输入端角度测量、扭矩测量以及被测减速器(60)动静态测试功能转化，并为检测仪提供加载动力；低速端(6)，用于实现被测减速器(60)输出端角度测量、扭矩测量以及被测减速器(60)动静态测试功能转化，并为检测仪提供加载动力或负载力；转接件(2)，用于固定被测减速器(60)；工作时，所述转接件(2)的输入端与所述高速端(3)定位并紧固、输出端与所述低速端(6)定位并紧固；基准台体(1)，作为检测仪的测试基准；所述低速端(6)悬挂在所述基准台体(1)上，由所述基准台体(1)向下延伸；三维位移系统(4)，所述高速端(3)固定连接在所述三维位移系统(4)上，并在所述三维位移系统(4)的带动下实现水平和竖直方向的移动以及水平方向所在平面和竖直方向所在平面的转动；信息处理模块(5)，用于与所述三维位移系统(4)、高速端(3)、低速端(6)实现数据传输。2.根据权利要求1所述的一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，其特征在于，所述三维位移系统(4)包括：水平方向移动导轨系统(13)、竖直方向移动导轨系统(8)、高速端连接架(9)、转台系统(10)；所述水平方向移动导轨系统(13)固定在所述基准台体(1)上；所述竖直方向移动导轨系统(8)连接在所述水平方向移动导轨系统(13)上，并能沿所述水平方向移动导轨系统(13)进行水平方向移动；所述转台系统(10)连接在所述竖直方向移动导轨系统(8)上，并能沿所述竖直方向移动导轨系统(8)进行竖直方向移动；所述水平方向移动导轨系统(13)、竖直方向移动导轨系统(8)和转台系统(10)均与所述信息处理模块(5)相连接，由所述信息处理模块(5)发送指令信号进行驱动；所述高速端连接架(9)连接所述高速端(3)与所述三维位移系统(4)，所述高速端连接架(9)连接在所述转台系统(10)上，并能随所述转台系统(10)进行水平方向所在平面和竖直方向所在平面的转动。3.根据权利要求1所述的一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，其特征在于，所述高速端(3)包括高速端加载部分(17)、高速端测试功能转换部分(16)、高速端传感器部分(15)和高速端筒体(21)；所述高速端加载部分(17)包括用于实现高速端测量轴系速度、位置和扭矩控制的伺服电机(18)和用于固定所述伺服电机(18)的高速端上端面法兰盘(19)；所述高速端上端面法兰盘(19)固定在所述高速端筒体(21)的上端面；所述高速端测试功能转换部分(16)实现高速端测量轴系的分离、传动和制动功能，实现被测减速器(60)动静态测试功能转化；所述高速端测试功能转换部分(16)设置在所述高速端筒体(21)内部，包括高速端测试功能转换执行模块、高速端测试功能转换位置检测模块、高速端测试功能转换驱动模块、高速端测试功能转换制动及固定模块、高速端测试功能转换轴系模块；所述高速端测试功能转换执行模块包括高速端移动外套筒(86)、高速端轴承(87)和高速端内外花键移动套筒(93)，所述高速端轴承(87)的内圈与所述高速端内外花键移动套筒(93)配合、外圈与所述高速端移动外套筒(86)配合；所述高速端内外花键移动套筒(93)的内部设置有能与所述高速端测试功能转换轴系模块的高速端输入轴(90)的外花键、高速端输出轴(100)的外花键相配合的内花键、外部设置有能与所述高速端测试功能转换制动及固定模块的高速端制动套(84)的内花键相配合的外花键；所述高速端测试功能转换位置检测模块采用高速端位移传感器(91)检测所述高速端测试功能转换执行模块的行程位置，确定所述高速端内外花键移动套筒(93)是否到达设定的轴向位置；所述高速端测试功能转换驱动模块包括两套对径放置的高速端测试功能转换驱动子模块，每套所述高速端测试功能转换驱动子模块均包括高速端液压缸、高速端Ω型转接支架和高速端U型转接支架所述高速端U型转接支架一端通过螺钉拧在所述高速端液压缸的活塞杆上、另一端拧有高速端球头柱塞，所述高速端球头柱塞的球头与所述高速端液压缸的活塞杆上的所述螺钉相对放置，所述高速端Ω型转接支架的中间横梁位于所述高速端U型转接支架的U型口之间、并与所述高速端球头柱塞的球头接触，所述高速端Ω型转接支架的中间横梁与所述高速端球头柱塞的球头之间压有弹簧Ⅰ；所述高速端Ω型转接支架的底部与所述高速端移动外套筒(86)的外翻法兰盘相连接，使得所述高速端液压缸的活塞杆移动的过程带动所述高速端Ω型转接支架运动，从而带动所述高速端测试功能转换执行模块运动；所述高速端测试功能转换制动及固定模块包括高速端制动套(84)和高速端测试功能转换部分上端盖(88)，所述高速端制动套(84)的中心设置有能与所述高速端内外花键移动套筒(93)的外花键相配合的内花键，所述高速端制动套(84)固定在所述高速端测试功能转换部分上端盖(88)上，所述高速端测试功能转换部分上端盖(88)固定在所述高速端筒体(21)的内壁上；所述高速端测试功能转换轴系模块包括同轴相对布置的高速端输入轴(90)和高速端输出轴(100)；所述高速端输入轴(90)的一端与所述伺服电机(18)的输出轴相连接、另一端穿过所述高速端测试功能转换部分上端盖(88)的中心伸入至所述高速端制动套(84)内并与所述高速端输出轴(100)相对；所述高速端输出轴(100)的一端与所述高速端传感器部分(15)的扭矩传感器动子Ⅰ(28)相连接、另一端与所述高速端输入轴(90)相对；所述高速端输入轴(90)与所述高速端输出轴(100)相对的一端之间设置有一间隙，并均设置有能与所述高速端内外花键移动套筒(93)的内花键相配合的外花键，所述高速端制动套(84)的中心内花键位于所述高速端输入轴(90)与所述高速端输出轴(100)的结合部，所述高速端内外花键移动套筒(93)套设在所述高速端输入轴(90)的外部，通过所述高速端测试功能转换执行模块的运动分别实现所述高速端内外花键移动套筒(93)仅与所述高速端输入轴(90)的配合、仅同时与所述高速端输入轴(90)和高速端输出轴(100)的配合、同时与所述高速端输出轴(100)和高速端制动套(84)的配合；所述高速端测试功能转换位置检测模块的高速端位移传感器(91)和所述高速端测试功能转换驱动模块的高速端液压缸均与所述信息处理模块(5)相连接，所述信息处理模块(5)接受所述高速端位移传感器(91)的数据信息再向所述高速端液压缸发送指令信号；所述高速端传感器部分(15)设置在所述高速端筒体(21)内部，包括高速端扭矩测量系统、高速端圆光栅测角系统、高精度回转轴(22)、轴承组(33)和高速端下端面法兰盘(32)；所述高速端扭矩测量系统包括扭矩传感器Ⅰ，所述扭矩传感器Ⅰ包括处于分离状态的扭矩传感器动子Ⅰ(28)和扭矩传感器定子Ⅰ(27)，所述扭矩传感器定子Ⅰ(27)与所述信息处理模块(5)相连接将数据传输给所述信息处理模块(5)，所述扭矩传感器动子Ⅰ(28)的一端与所述高精度回转轴(22)相连接、另一端与所述高速端输出轴(100)相连接；所述高速端圆光栅测角系统包括圆光栅尺Ⅰ(29)和对径放置的两个圆光栅读数头Ⅰ，两个所述圆光栅读数头Ⅰ均与所述信息处理模块(5)相连接将数据传输给所述信息处理模块(5)；所述圆光栅尺Ⅰ(29)固定在所述高精度回转轴(22)上并随所述高精度回转轴(22)转动；所述高精度回转轴(22)与所述转接件(2)相连接的端面内开有能与所述转接件(2)的转接件高速端轴(61)外花键相配合的内花键，所述高精度回转轴(22)与所述轴承组(33)的内圈配合，所述轴承组(33)外圈与所述高速端下端面法兰盘(32)的中心孔配合；所述高速端下端面法兰盘(32)固定在所述高速端筒体(21)的下端面。4.根据权利要求3所述的一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，其特征在于，所述高速端测试功能转换部分(16)还包括高速端机械辅助定位装置，所述高速端机械辅助定位装置包括弹簧Ⅱ(89)、钢珠Ⅰ(101)和三道V型环形槽Ⅰ；所述弹簧Ⅱ(89)和钢珠Ⅰ(101)嵌入在所述高速端内外花键移动套筒(93)与高速端输入轴(90)的轴孔配合部分；三道所述V型环形槽Ⅰ均沿所述高速端输入轴(90)周向开设在所述高速端输入轴(90)上，三道所述V型环形槽Ⅰ分别位于：所述高速端内外花键移动套筒(93)的内花键仅与所述高速端输入轴(90)的外花键相配合、且所述高速端内外花键移动套筒(93)的外花键处于自由状态时，所述钢珠Ⅰ(101)和弹簧Ⅱ(89)所在位置；所述高速端内外花键移动套筒(93)的内花键同时与所述高速端输入轴(90)、高速端输出轴(100)的外花键相配合、且所述高速端内外花键移动套筒(93)的外花键处于自由状态时，所述钢珠Ⅰ(101)和弹簧Ⅱ(89)所在位置；所述高速端内外花键移动套筒(93)的内花键与所述高速端输出轴(100)的外花键相配合、且所述高速端内外花键移动套筒(93)的外花键与所述高速端制动套(84)的内花键相配合时，所述钢珠Ⅰ(101)和弹簧Ⅱ(89)所在位置。5.根据权利要求3所述的一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，其特征在于，所述高速端移动外套筒(86)为与所述高速端轴承(87)内圈配合的轴承座；所述高速端轴承(87)为调心轴承，作为驱动所述高速端移动外套筒(86)轴向位移的柔性连接，不干涉所述高速端内外花键移动套筒(93)的旋转运动。6.根据权利要求3所述的一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，其特征在于，所述轴承组(33)由两个轴承单体配置在同一支座上组成，能同时调节配置在同一支座上的两个所述轴承单体的游隙，保证所述高速端圆光栅测角系统的回转精度。7.根据权利要求1所述的一种机器人用精密减速器高精度综合性能检测仪，其特征在于，所述低速端(6)包括低速端加载部分(34)、低速端测试功能转换部分(36)、低速端传感器部分(37)、低速端筒体(38)和低速端下端面法兰盘(35)；所述低速端加载部分(34)包括用于实现低速端测量轴系速度、位置和扭矩控制的加载电机(39)和将所述加载电机(39)提供的高转速低扭矩转化为低转速大扭矩的齿轮系统；所述加载电机(39)的电机输出轴(40)与所述齿轮系统的输入轴相连接；所述低速端测试功能转换部分(36)实现低速端测量轴系的分离、传动和制动功能，实现被测减速器(60)动静态测试功能转化；所述低速端测试功能转换部分(36)设置在所述低速端筒体(38)内部，包括低速端测试功能转换执行模块、低速端测试功能转换位置检测模块、低速端测试功能转换驱动模块、低速端测试功能转换制动及固定模块、低速端测试功能转换轴系模块；所述低速端测试功能转换执行模块包括低速端移动外套筒(72)、低速端轴承(73)和低速端内外花键移动套筒(77)，所述低速端轴承(73)的内圈与所述低速端内外花键移动套筒...
【专利技术属性】
技术研发人员：裘祖荣，薛洁，胡文川，方林，尤悦，于振，李杏华，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12
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