精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统，包括扭转刚度自测量辅助装置，扭转刚度自测量辅助装置包括顶盖、高速端桶、中间盘、低速端桶、底座、高速端花键盘固定块、高速端花键盘、低速端花键盘固定块和低速端花键盘。本发明专利技术还公开了基于扭转刚度自测量系统的扭转刚度自测及误差补偿方法：获取待检测减速器的各个输入端关键扭矩所对应的高速端扭转角补偿值和各个输出端关键扭矩所对应的低速端扭转角补偿值，并对待检测的减速器在实际性能检测中所检测得到的输入端转角值和输出端转角值进行补偿。本发明专利技术能对在减速器扭转刚度测量过程中受到检测仪轴系变形影响的扭转角数据进行补偿，从而得到更加准确的被测减速器扭转刚度。确的被测减速器扭转刚度。确的被测减速器扭转刚度。

【技术实现步骤摘要】
精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及检测仪扭转刚度测量，特别涉及一种精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统及其扭转刚度自测及误差补偿方法，用于实现精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度测量和被测减速器扭转刚度测量误差的自动补偿。

技术介绍

[0002]减速器作为传动装置在机械和自动化领域有着广泛的应用。特别是在机器人领域，高精度减速器作为机器人运动传递系统的关键部件，其性能直接影响着整个机器人传动系统的运动精度和效率，所以精密减速器的性能检测对于机器人的发展，乃至整个制造装备产业的发展有重要的影响。为了检测精密减速器的性能，特设计了一种精密减速器综合性能检测仪来实现对减速器参数的检测，以便确保所生产销售的减速器满足相应性能参数指标。
[0003]精密减速器综合性能检测仪采用多级零部件串联布置的方式。其中，扭矩传感器和圆光栅作为串联环节是检测仪的核心部件，其所测量得到的扭矩值和角度值也是代表减速器性能的重要物理量。扭转刚度作为减速器的重要指标，现有的测量方法，都是使用扭矩传感器和圆光栅直接测量特定扭矩下的扭转角。然而检测仪中扭矩传感器、圆光栅不是和被测减速器直接相连，扭矩传感器、圆光栅和被测减速器之间存在传动链，这会导致在扭转刚度测量中，检测仪轴系的变形会被圆光栅测得并记录为减速器的变形，进而造成减速器的实际变形量和圆光栅的读数值存在偏差，因此需要对检测仪的扭转刚度进行自测量，从而对减速器扭转刚度测量误差进行自动补偿。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决被测减速器扭转刚度的准确测量问题，提供一种精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统及其扭转刚度自测及误差补偿方法。采用本专利技术系统和方法能够方便地测量得到检测仪自身在工作扭矩负载作用下的综合扭转变形，从而能够使用减速器扭转刚度测量误差补偿方法，对在减速器扭转刚度测量过程中受到检测仪轴系变形影响的扭转角数据进行补偿，从而得到更加准确的被测减速器扭转刚度。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统，所述扭转刚度自测量系统包括扭转刚度自测量辅助装置，所述扭转刚度自测量辅助装置包括由上至下依次连接的：顶盖、高速端桶、中间盘、低速端桶和底座；
[0006]所述扭转刚度自测量辅助装置还包括：
[0007]高速端花键盘固定块，所述高速端花键盘固定块设置在所述高速端桶内，并且，所述高速端花键盘固定块与所述中间盘固定连接；
[0008]高速端花键盘，所述高速端花键盘包括相对的第一端和第二端，所述高速端花键盘的第一端与所述高速端花键盘固定块固定连接，所述高速端花键盘的第二端能与所述检测仪的高速端测量轴系通过花键彼此连接；
[0009]低速端花键盘固定块，所述低速端花键盘固定块设置在所述低速端桶内，并且，所述低速端花键盘固定块与所述中间盘固定连接；以及，
[0010]低速端花键盘，所述低速端花键盘包括相对的第一端和第二端，所述低速端花键盘的第一端与所述低速端花键盘固定块固定连接，所述低速端花键盘的第二端能与所述检测仪的低速端测量轴系通过花键彼此连接。
[0011]进一步地，所述扭转刚度自测量系统还包括扭转刚度自测量控制系统，所述检测仪上的高速端扭矩传感器、高速端圆光栅角度传感器、低速端扭矩传感器和低速端圆光栅角度传感器所测量得到的数据均传输至所述扭转刚度自测量控制系统。
[0012]本专利技术所采用的另一技术方案是：一种基于上述精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统的扭转刚度自测及误差补偿方法，包括以下步骤：
[0013]获取待检测减速器的各个输入端关键扭矩所对应的高速端扭转角补偿值和待检测减速器的各个输出端关键扭矩所对应的低速端扭转角补偿值；
[0014]将获取的高速端扭转角补偿值和低速端扭转角补偿值对待检测的减速器在实际性能检测中所检测得到的输入端转角值和输出端转角值进行补偿。
[0015]进一步地，所述的待检测减速器的各个输入端关键扭矩所对应的高速端扭转角补偿值获取方法为：
[0016]步骤1，假设待检测减速器的输入端关键扭矩为x
i
，x
i
为正实数，x
i
‑1＜x
i
＜x
i+1
，i为待检测减速器的第i个输入端关键扭矩，i＝1,2,
…
,n，n为待检测减速器的输入端关键扭矩总个数；
[0017]步骤2，安装并固定所述扭转刚度自测量辅助装置，同时，将所述高速端花键盘通过花键与所述检测仪的高速端测量轴系连接、所述低速端花键盘通过花键与所述检测仪的低速端测量轴系连接，使得所述高速端测量轴系的第一端和所述低速端测量轴系的第一端固定不动，其中，所述高速端测量轴系与第一端相对的第二端与高速端电机输出轴连接、所述低速端测量轴系与第一端相对的第二端与低速端电机输出轴连接；
[0018]步骤3，使所述高速端测量轴系处于传动状态、所述低速端测量轴系处于断开状态，同时，确保所述高速端花键盘的外花键与所述高速端测量轴系的内花键啮合；
[0019]步骤4，所述高速端电机沿正向对所述高速端测量轴系施加线性增加的转矩值直到满量程，在所述高速端电机沿正向对所述高速端测量轴系施加线性增加的转矩值的过程中，当高速端扭矩传感器测到的扭矩值依次达到待检测减速器输入端关键扭矩x1,x2,
…
,x
i
,
…
,x
n
时，通过高速端圆光栅角度传感器记录扭矩值分别为x1,x2,
…
,x
i
,
…
,x
n
时所对应的扭转角值y
正1
,y
正2
,
…
,y
正i
,
…
,y
正n
，y
正i
为所述高速端电机沿正向加载转矩值时待检测减速器输入端关键扭矩x
i
所对应的扭转角值，完成所述高速端电机沿正向加载转矩值时的一组数据测量；
[0020]步骤5，重复步骤4，获得若干组y
正1
,y
正2
,
…
,y
正i
,
…
,y
正n
值，取若干组扭转角值的平均值作为所述高速端电机沿正向加载转矩值时待检测减速器输入端关键扭矩x1,x2,
…
,x
i
,
…
,x
n
所对应的高速端扭转角补偿值，其中，为待检测减速器输入端关键扭矩x
i
对应的正向高速端扭转角补偿值；
[0021]步骤6，所述高速端电机沿反向对所述高速端测量轴系施加线性增加的转矩值直
到满量程，在所述高速端电机沿反向对所述高速端测量轴系施加线性增加的转矩值的过程中，当高速端扭矩传感器测到的扭矩值依次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统，其特征在于，所述扭转刚度自测量系统包括扭转刚度自测量辅助装置(4)，所述扭转刚度自测量辅助装置(4)包括由上至下依次连接的：顶盖(41)、高速端桶(42)、中间盘(43)、低速端桶(44)和底座(45)；所述扭转刚度自测量辅助装置(4)还包括：高速端花键盘固定块(46)，所述高速端花键盘固定块(46)设置在所述高速端桶(42)内，并且，所述高速端花键盘固定块(46)与所述中间盘(43)固定连接；高速端花键盘(47)，所述高速端花键盘(47)包括相对的第一端和第二端，所述高速端花键盘(47)的第一端与所述高速端花键盘固定块(46)固定连接，所述高速端花键盘(47)的第二端能与所述检测仪的高速端测量轴系(3)通过花键彼此连接；低速端花键盘固定块(48)，所述低速端花键盘固定块(48)设置在所述低速端桶(44)内，并且，所述低速端花键盘固定块(48)与所述中间盘(43)固定连接；以及，低速端花键盘(49)，所述低速端花键盘(49)包括相对的第一端和第二端，所述低速端花键盘(49)的第一端与所述低速端花键盘固定块(48)固定连接，所述低速端花键盘(49)的第二端能与所述检测仪的低速端测量轴系(6)通过花键彼此连接。2.根据权利要求1所述的精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统，其特征在于，所述扭转刚度自测量系统还包括扭转刚度自测量控制系统(8)，所述检测仪上的高速端扭矩传感器、高速端圆光栅角度传感器、低速端扭矩传感器和低速端圆光栅角度传感器所测量得到的数据均传输至所述扭转刚度自测量控制系统(8)。3.一种基于上述权利要求1或2所述的精密减速器综合性能检测仪的扭转刚度自测量系统的扭转刚度自测及误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待检测减速器的各个输入端关键扭矩所对应的高速端扭转角补偿值和待检测减速器的各个输出端关键扭矩所对应的低速端扭转角补偿值；将获取的高速端扭转角补偿值和低速端扭转角补偿值对待检测的减速器在实际性能检测中所检测得到的输入端转角值和输出端转角值进行补偿。4.根据权利要求3所述的扭转刚度自测及误差补偿方法，其特征在于，所述的待检测减速器的各个输入端关键扭矩所对应的高速端扭转角补偿值获取方法为：步骤1，假设待检测减速器的输入端关键扭矩为x
i
，x
i
为正实数，x
i
‑1＜x
i
＜x
i+1
，i为待检测减速器的第i个输入端关键扭矩，i＝1,2,...,n，n为待检测减速器的输入端关键扭矩总个数；步骤2，安装并固定所述扭转刚度自测量辅助装置(4)，同时，将所述高速端花键盘(47)通过花键与所述检测仪的高速端测量轴系(3)连接、所述低速端花键盘(49)通过花键与所述检测仪的低速端测量轴系(6)连接，使得所述高速端测量轴系(3)的第一端和所述低速端测量轴系(6)的第一端固定不动，其中，所述高速端测量轴系(3)与第一端相对的第二端与高速端电机(1)输出轴连接、所述低速端测量轴系(6)与第一端相对的第二端与低速端电机(7)输出轴连接；步骤3，使所述高速端测量轴系(3)处于传动状态、所述低速端测量轴系(6)处于断开状态，同时，确保所述高速端花键盘(47)的外花键与所述高速端测量轴系(3)的内花键啮合；步骤4，所述高速端电机(1)沿正向对所述高速端测量轴系(3)施加线性增加的转矩值直到满量程，在所述高速端电机(1)沿正向对所述高速端测量轴系(3)施加线性增加的转矩
值的过程中，当高速端扭矩传感器测到的扭矩值依次达到待检测减速器输入端关键扭矩x1,x2,...,x
i
,...,x
n
时，通过高速端圆光栅角度传感器记录扭矩值分别为x1,x2,...,x
i
,...,x
n
时所对应的扭转角值y
正1
,y
正2
,...,y
正i
,...,y
正n
，y
正i
为所述高速端电机(1)沿正向加载转矩值时待检测减速器输入端关键扭矩x
i
所对应的扭转角值，完成所述高速端电机(1)沿正向加载转矩值时的一组数据测量；步骤5，重复步骤4，获得若干组y
正1
,y
正2
,...,y
正i
,...,y
正n
值，取若干组扭转角值的平均值作为所述高速端电机(1)沿正向加载转矩值时待检测减速器输入端关键扭矩x1，x2，...，x
i
，...，x
n
所对应的高速端扭转角补偿值，其中，为待检测减速器输入端关键扭矩x
i
对应的正向高速端扭转角补偿值；步骤6，所述高速端电机(1)沿反向对所述高速端测量轴系(3)施加线性增加的转矩值直到满量程，在所述高速端电机(1)沿反向对所述高速端测量轴系(3)施加线性增加的转矩值的过程中，当高速端扭矩传感器测到的扭矩值依次达到待检测减速器输入端关键扭矩x1，x2，...，x
i
，...，x
n
时，通过高速端圆光栅角度传感器记录扭矩值分别为x1，x2，...，x
i
，...，x
n
时所对应的扭转角值y
反1
，y
反2
，...，y
反i
，...，y
反n
，y
反i
为所述高速端电机(1)沿反向加载转矩值时待检测减速器输入端关键扭矩x
i
所对应的扭转角值，完成所述高速端电机(1)沿反向加载转矩值时的一组数据测量；步骤7，重复步骤6，获得若干组y
反1
，y
反2
，...，y
...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘祖荣，李昊，于振，薛洁，周磊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：