一种柔轮裂纹监测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种柔轮裂纹监测装置与方法，涉及机器人技术领域。包括柔轮、传感装置、显示模块、刚轮、波发生器；传感线圈组的线涂绝缘胶保证线圈之间的绝缘性，传感线圈组通过胶水粘结形式贴合在柔轮缓冲圈；波发生器使柔轮产生可控弹性变形，刚轮与柔轮长期啮合使刚轮侵入柔轮产生疲劳裂纹；谐波减速器的柔轮裂纹扩展会导致传感线圈依次断裂；传感线圈组断裂会导致输入端电平改变；单片机连接指示灯显示是否存在裂纹；单片机连接裂纹显示模块组显示裂纹长度。本发明专利技术提供的柔轮裂纹监测装置与方法，本谐波减速器柔轮疲劳裂纹在线监测装置具有体型小、成本低，能够应用于工业机器人谐波减速器柔轮裂纹在线监测。减速器柔轮裂纹在线监测。减速器柔轮裂纹在线监测。

【技术实现步骤摘要】
一种柔轮裂纹监测装置与方法


[0001]本专利技术涉及机器人领域，具体而言，涉及一种谐波减速器柔轮裂纹监测装置。

技术介绍

[0002]谐波减速器广泛应用于工业机器人关节，谐波减速器具有传动比大、运行稳定、传动精度高特点。通常谐波减速器由波发生器、柔轮、刚轮等基本构件组成，谐波减速器的主要损伤形式为柔轮齿开裂、柔轮根部断裂、柔性轴承断裂等。其中，柔轮的疲劳裂纹产生和扩展是引发谐波减速器失效的重要原因。
[0003]现有技术中，谐波减速器裂纹通常采用无损监测方式，如磁粉监测、射线监测方式监测是否存在裂纹，不能了解裂纹扩展情况。利用视觉监测方式监测裂纹长度主要应用于裸露在外部的部件的裂纹监测。而谐波减速器结构紧凑，柔轮在谐波减速器内部，无法利用现有仪器或装置实现裂纹扩展情况的在线监测。了解谐波减速器柔轮裂纹扩展程度智能通过停机拆开谐波减速器人工观察测量。这种方式操作方式效率低，操作复杂，自动化程度不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种柔轮裂纹监测装置与方法，本专利技术要解决的技术问题是：柔轮在谐波减速器内部，无法通过视觉方式监测；应用在机器人等领域的谐波减速器结构紧凑，要求在线监测装置体积小。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]包括柔轮、传感装置、显示模块、刚轮、波发生器；所述传感装置与所述柔轮连接；所述传感装置与所述显示模块电性连接。
[0007]所述柔轮包括柔轮轮身，在所述柔轮轮身上设有柔轮外齿圈和柔轮缓冲圈，所述柔轮外齿圈与所述柔轮缓冲圈相邻。
[0008]所述传感装置包括传感线圈组、单片机，所述传感线圈组依次并排圈绕于所述柔轮缓冲圈，所述传感线圈组与所述单片机电性连接。
[0009]所述显示模块包括裂纹显示模块组、指示灯，所述单片机与所述显示模块电性连接；所述单片机与所述指示灯电性连接。
[0010]所述裂纹显示模块组包括多个裂纹显示模块，所述传感线圈组包括多个传感线圈，各裂纹显示模块与各传感线圈一一对应电性连接。
[0011]所述刚轮啮合于所述柔轮。
[0012]所述柔轮内置所述波发生器。
[0013]柔轮裂纹监测方法，具体步骤包括：传感线圈组贴合在柔轮缓冲圈；
[0014]通过传感线圈的断裂检测所述柔轮裂纹。
[0015]所述传感线圈断裂会导致所述传感线圈的输出端为高电平作为单片机的输入，在未发生断裂时所述单片机的输入端均为低电平；所述单片机连接指示灯，根据所述指示灯
颜色变化，显示柔轮是否存在裂纹；所述单片机电性连接裂纹显示模块组，所述裂纹显示模块组显示裂纹长度。
[0016]每一个所述传感线圈宽度一致，裂纹扩展会导致所述传感线圈的断裂，单片机根据已断裂的所述传感线圈数量可计算出裂纹长度，各传感线圈断裂时在各裂纹显示模块一一对应显示。
[0017]由于专利技术采用的柔轮上安装传感线圈组的结构，从而可以得到以下有益效果：
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供了一种柔轮裂纹监测装置与方法，本谐波减速器柔轮疲劳裂纹在线监测装置具有体型小、成本低，能够应用于工业机器人谐波减速器柔轮裂纹在线监测。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，以下结合附图对本专利技术做进一步详细描述，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1示出本专利技术谐波减速器装置示意图。
[0021]图2示出本专利技术设置传感线圈组的柔轮示意图。
[0022]图3示出本专利技术柔轮疲劳裂纹在线监测装置电路示意图。
[0023]图中：1
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柔轮，11
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柔轮外齿圈，12
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柔轮缓冲圈，2
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刚轮，3
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波发生器，4
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传感线圈组，5
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传感线圈组输出端，6
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电源，7
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电源地，8
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指示灯，9
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显示模块。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1：如图1，谐波减速器有多种类型，具体来说包含柔轮固定型、刚轮固定型、波发生器固定型，本装置与方法所能检测的谐波减速器类型
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柔轮固定型；因为本装置与方法设计的传感线圈组4固定在谐波减速器柔轮缓冲圈12，传感线圈组输出端5则由柔轮端面工艺孔输出。
[0026]实施例2：如图2，传感线圈组4的线需要涂绝缘胶保证线圈之间的绝缘性，传感线圈组4可以通过胶水粘结形式贴合在柔轮外圈齿圈11的下方，谐波减速器柔轮裂纹扩展会导致传感线圈组4依次断裂。
[0027]实施例3：如图3，传感线圈组4断裂会导致断裂传感线圈输出端5为高电平作为单片机的输入，在未发生断裂时单片机的输入端均为低电平；单片机根据输入端电平的输出柔轮裂纹信号，当未发生断裂时输出指示灯8显示绿色，当发生断裂时输出指示灯8变为红色。
[0028]实施例4：如图3，每一个传感线圈组4宽度一致，裂纹扩展会导致线圈的断裂，根据已断裂的传感线圈宽度可计算出裂纹长度。
[0029]实施例5：柔轮1固定，刚轮2作为输出的谐波减速器柔轮裂纹监测，装置包括传感线圈组4、单片机、电源6、显示模块9。
[0030]实施例6：传感线圈组4由多个传感线圈组成，用胶水固定在柔轮齿啮合部位下方筒体外侧，用于检测谐波减速器柔轮裂纹扩展；当柔轮1扩展到线圈所在部位时受应力作用，线圈断裂。
[0031]实施例7：单片机用于处理检测到的线圈断裂信号，从而输出柔轮裂纹扩展长度的装置；谐波减速器柔轮裂纹扩展一般从齿端面末端开始，沿齿向开裂，单片机的引脚连接在传感线圈上，可以用于检测谐波减速器柔轮裂纹扩展情况。
[0032]实施例8：电源6给单片机提供电源及对传感线圈组4进行通电。
[0033]实施例9：单片机输出裂纹扩展情况，显示模块9根据单片机的输出响应改变数值和灯光颜色，显示裂纹扩展长度。
[0034]实施例10：波发生器3使柔轮1产生可控弹性变形，柔轮1与刚轮2相啮合来传递运动和动力的齿轮传动，刚轮2与柔轮1长期啮合使刚轮2侵入柔轮1产生疲劳裂纹；谐波减速器的柔轮裂纹扩展会导致传感线圈依次断裂；传感线圈组4断裂会导致传感线圈的输出端为高电平作为单片机的输入，在未发生断裂时单片机的输入端均为低电平；单片机连接指示灯，指示灯显示是否存在裂纹；单片机电性连接裂纹显示模块组，裂纹显示模块组显示裂纹长度，电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔轮裂纹监测装置，其特征在于，包括柔轮、传感装置、显示模块；所述传感装置与所述柔轮连接；所述传感装置与所述显示模块电性连接。2.根据权利要求1所述一种柔轮裂纹监测装置，其特征在于，所述柔轮包括柔轮轮身，在所述柔轮轮身上设有柔轮外齿圈和柔轮缓冲圈，所述柔轮外齿圈与所述柔轮缓冲圈相邻。3.根据权利要求2所述一种柔轮裂纹监测装置，其特征在于，所述传感装置包括传感线圈组、单片机，所述传感线圈组依次并排圈绕于所述柔轮缓冲圈，所述传感线圈组与所述单片机电性连接。4.根据权利要求3所述一种柔轮裂纹监测装置，其特征在于，所述显示模块包括裂纹显示模块组、指示灯，所述单片机与所述显示模块电性连接；所述单片机与所述指示灯电性连接。5.根据权利要求4所述一种柔轮裂纹监测装置，其特征在于，所述裂纹显示模块组包括多个裂纹显示模块，所述传感线圈组包括多个传感线圈，各裂纹显示模块与各传感线圈一一对应电性连接。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洋，解国升，盛晓伟，李培波，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：