一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统及其分析方法技术方案

本发明专利技术属于传动领域，具体涉及一种电磁谐波活齿传动转矩的分析系统并公开了其分析方法，包括电磁谐波活齿传动装置本体和端盖，柔轮的表面设有压力传感器，还包括转矩测试仪、联轴器和飞轮；电磁谐波活齿传动装置本体和转矩测试仪上均对应设置有机架，且电磁谐波活齿传动装置本体、转矩测试仪和飞轮之间通过输出轴连接，输出轴之间通过联轴器固定；端盖上设有摄像机和多个照明灯，每个照明灯均设有独立的控制线路，电磁谐波活齿传动装置本体和端盖安装后控制线路闭合。与传统的电磁谐波活齿的分析系统相比，本方案结合了受力分析和转矩测试仪的结果，利用普通的转矩测试仪即可可靠地对电磁谐波活齿进行分析，最大程度的增加传动转矩的精确性。

A torque characteristic analysis system and its analysis method for electromagnetic harmonic movable tooth drive

【技术实现步骤摘要】
一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统及其分析方法
本专利技术属于传动领域，具体涉及一种电磁谐波活齿传动转矩的分析系统。
技术介绍
在众多的传动场合中，都需要低转速地输出动力，目前低速传动大多都是采用伺服电机带机械齿轮减速器的办法来实现的。为此，专利号为CN201510106656.6的专利，公开了一种电磁谐波活齿传动装置，机座的两端固定连接端盖。在机座的内部设定子组件。在定子组件的内部置有杯状柔轮，柔轮的一端与上述机座一端的端盖A固定连接，柔轮的自由端外侧套接活齿架，该活齿架的一端固定连接输出轴。活齿架的壁上设有一周径向通孔，在该径向通孔内设有活齿，该活齿与中心轮内壁的内齿形相啮合。中心轮为环状筒体，该中心轮的外径与上述机座的内径相同。在上述机座另一端的端盖B中部设有轴承，上述输出轴的另一端通过轴承的中部，延伸到端盖B的外部。该方案传动精度高，噪声小，响应速度快，具有较小转动惯量的低速旋转构件，控制系统智能，体积小，在电子组装、医疗器械、航空及军工等领域具有广阔的应用前景。但是产品在实际量产中，其输出力矩等特性参数必须进行严格的分析论证。由于产品的特殊性，包括夹角、齿架半径、线圈匝数、定子槽数、气隙系数、抖动等都会严重的影响输出力矩。而现有的力矩测量仪由于未对本产品进行专门的优化，测量效果有一定的误差。因此，急需一种测试效果好，并适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统及其分析方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测试效果好，并适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统。为了达到上述目的，本方案提供一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统，包括设有柔轮的电磁谐波活齿传动装置本体和可拆卸设置在电磁谐波活齿传动装置上的端盖，所述柔轮的表面设有压力传感器，还包括转矩测试仪、联轴器和飞轮；所述电磁谐波活齿传动装置本体和转矩测试仪上均对应设置有机架，且电磁谐波活齿传动装置本体、转矩测试仪和飞轮之间通过输出轴连接，输出轴之间通过联轴器固定；所述端盖上设有摄像机和多个照明灯，每个照明灯均设有独立的控制线路，所述电磁谐波活齿传动装置本体和端盖安装后控制线路闭合。本方案的原理在于：压力传感器可以测得柔轮受到的压力，而摄像机对活齿、活齿架、柔轮等全程过程进行记录，这些参数通过筛选后即可计算出电磁谐波活齿装置的传动扭矩；配合着转矩测试仪测得的数据，两者进行平均即可得到最终的转矩结果。本方案的有益效果在于：1、端盖为固定的部件，通过更换电磁谐波活齿传动装置本体的内的其他部件可保证单一变量，使得测量的结果更为准确；2、仅在柔轮的表面设置压力传感器，无需在活齿、活齿架等部件均设置压力传感器，结构更加简单，测量精度也更高；3、照明灯的设置，可确保摄像机的图像质量，在进行受力分析时更加准确；而设置多个照明灯，如果一旦设备有较大的抖动，这样电磁谐波活齿传动装置本体和端盖之间的触点在会错开，导致照明灯熄灭。这样在选择图像的时候，则可通过图像的亮度来判断此时是否发生抖动，进而排除抖动对传动转矩的影响。同时，也可以对比不同亮度的图像来分析抖动对传动转矩的影响。如果仅仅是通过受力分析来进行判断，则会忽略掉各部件的装配间隙、摩擦力等的影响，导致技术出的精度有误差；而如果仅仅是通过转矩测试仪来进行测量，要么需要上百万的昂贵设备，要么普通的设备精度又不够。与传统的电磁谐波活齿的分析系统相比，本方案结合了受力分析和转矩测试仪的结果，利用普通的转矩测试仪即可可靠地对电磁谐波活齿进行分析，最大程度的增加传动转矩的精确性。进一步，所述端盖上设有多个凸块，所述电磁谐波活齿传动装置本体上对应设有与凸块匹配的凹槽，所述凸块上设有与控制线路连通的第一触点，所述凹槽内设有第二触点，所述第一触点和第二触点接触时控制线路闭合。凸块和凹槽的设置，一方面可以使电磁谐波活齿传动装置本体和端盖安装得更加稳固；另一方面，将两者安装好后可以通过照明灯是否点亮来判断电磁谐波活齿传动装置本体和端盖是否安装到位，简单方便。进一步，所述机架为升降机架。这样设置，可方便的调整高度，以适应于不同尺寸的电磁谐波活齿装置。进一步，所述压力传感器为柔性薄膜压力传感器。柔性薄膜压力传感器可方便的检测到各个方位的压力，可变性高，可配合柔轮一起形变。本方案的另一目的在于提供一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统的分析方法，包括以下几个步骤：步骤S10：安装好各个设备，确保各个照明灯正常点亮；步骤S20：启动电磁谐波活齿传动装置，当其转动稳定后记录下转矩测试仪的转矩参数；步骤S30：选取摄像机拍摄的图像，建立柔轮、活齿架、中心轮之间的力学分析图；结合压力传感器的测得的各个阶段的压力值，计算出转矩参数；步骤S40：将步骤S20和S30中测得的转矩参数进行平均，即得到最终的转矩参数；步骤S50：保留端盖；更换电磁谐波活齿传动装置中的电磁绕组的匝数，保持电磁谐波活齿传动装置的其他部分不变；重复S10-S40得到新的转矩参数，将两者的参数进行对比分析即可得到电磁绕组的匝数对传动转矩的影响。进一步，在步骤S50中，保留端盖；更换电磁谐波活齿传动装置中的活齿架半径，保持电磁谐波活齿传动装置的其他部分不变；重复S10-S40得到新的转矩参数，将两者的参数进行对比分析即可得到活齿架半径对传动转矩的影响。进一步，在步骤S50中，保留端盖；更换电磁谐波活齿传动装置中的定子槽数，保持电磁谐波活齿传动装置的其他部分不变；重复S10-S40得到新的转矩参数，将两者的参数进行对比分析即可得到定子槽数对传动转矩的影响。进一步，在步骤S30中，选择亮度更高的图像进行分析。亮度偏低的图像，往往就是发生抖动较大的图像，这样的受力分析会受到很大的影响。选择亮度更高的图像进行分析，可大幅度地提高测量的精度。附图说明图1为本专利技术适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统实施例的示意图；图2为本专利技术适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统实施例的示意图；图3为本专利技术适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统实施例的示意图；图4为图1中电磁谐波活齿装置的剖视图；图5为图4中A-A处的结构示意图；图6为图4中柔轮、活齿架、中心轮和活齿的受力分析图；图7为活齿的受力分析图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：电磁谐波活齿传动装置1、转矩测试仪2、支承3、飞轮4、联轴器5、壳体10、端盖21、照明灯22、凸块23、摄像机24、电磁绕组31、柔轮32、中心轮41、活齿42、活齿架43、输出轴51、轴承52。XOY为系统固定坐标系；X'OY'与X"OY"分别为旋转磁场及活齿架的连体坐标系；O为激波器与活齿架的回转中心；Oi为活齿中心；激波器对活齿的作用力为F1i；活齿架对活齿的作用力为F2i；中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统，包括设有柔轮的电磁谐波活齿传动装置本体和可拆卸设置在电磁谐波活齿传动装置上的端盖，其特征在于：所述柔轮的表面设有压力传感器，还包括转矩测试仪、联轴器和飞轮；所述电磁谐波活齿传动装置本体和转矩测试仪上均对应设置有机架，且电磁谐波活齿传动装置本体、转矩测试仪和飞轮之间通过输出轴连接，输出轴之间通过联轴器固定；所述端盖上设有摄像机和多个照明灯，每个照明灯均设有独立的控制线路，所述电磁谐波活齿传动装置本体和端盖安装后控制线路闭合。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统，包括设有柔轮的电磁谐波活齿传动装置本体和可拆卸设置在电磁谐波活齿传动装置上的端盖，其特征在于：所述柔轮的表面设有压力传感器，还包括转矩测试仪、联轴器和飞轮；所述电磁谐波活齿传动装置本体和转矩测试仪上均对应设置有机架，且电磁谐波活齿传动装置本体、转矩测试仪和飞轮之间通过输出轴连接，输出轴之间通过联轴器固定；所述端盖上设有摄像机和多个照明灯，每个照明灯均设有独立的控制线路，所述电磁谐波活齿传动装置本体和端盖安装后控制线路闭合。


2.根据权利要求1所述的一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统，其特征在于：所述端盖上设有多个凸块，所述电磁谐波活齿传动装置本体上对应设有与凸块匹配的凹槽，所述凸块上设有与控制线路连通的第一触点，所述凹槽内设有第二触点，所述第一触点和第二触点接触时控制线路闭合。


3.根据权利要求1所述的一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统，其特征在于：所述机架为升降机架。


4.根据权利要求1所述的一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统，其特征在于：还包括支承，所述支承设置在飞轮和转矩测试仪之间。


5.根据权利要求1所述的一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统，其特征在于：所述压力传感器为柔性薄膜压力传感器。


6.一种适用于电磁谐波活齿传动转矩特性分析系统的分析方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
步骤S10：安装好各个设备，确保各...

【专利技术属性】
技术研发人员：任玉波，许立忠，梁永丽，宛瑞，马耀阳，史艳国，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13