全文摘要
本实用新型涉及一种轴系一体化设计的精密减速器检测仪，包括输入端电机和输出端电机，其特征在于，输入端电机主轴连接被测RV减速器的输入端，输出端电机主轴连接被测RV减速器的输出端，其中，在输入端电机主轴上安装有输入端圆光栅角位移传感器一和输入端圆光栅角位移传感器二，在输出端电机主轴上安装有输出端圆光栅角位移传感器一和输出端圆光栅角位移传感器二；本实用新型的被测RV减速器的输入端与输出端实现了轴系一体化设计，避免了多元件在安装过程中出现的各轴线不共线的问题，提高了测试精度与测试效率。
主设计要求
1.一种轴系一体化设计的精密减速器检测仪，包括输入端电机(1)和输出端电机(9)，其特征在于，输入端电机主轴(2)连接被测RV减速器(5)的输入端，输出端电机主轴(8)连接被测RV减速器(5)的输出端，其中，在输入端电机主轴(2)上安装有输入端圆光栅角位移传感器一(3)和输入端圆光栅角位移传感器二(4)，在输出端电机主轴(8)上安装有输出端圆光栅角位移传感器一(6)和输出端圆光栅角位移传感器二(7)。
设计方案
1.一种轴系一体化设计的精密减速器检测仪，包括输入端电机(1)和输出端电机(9)，其特征在于，输入端电机主轴(2)连接被测RV减速器(5)的输入端，输出端电机主轴(8)连接被测RV减速器(5)的输出端，其中，在输入端电机主轴(2)上安装有输入端圆光栅角位移传感器一(3)和输入端圆光栅角位移传感器二(4)，在输出端电机主轴(8)上安装有输出端圆光栅角位移传感器一(6)和输出端圆光栅角位移传感器二(7)。
2.根据权利要求1所述轴系一体化设计的精密减速器检测仪，其特征在于，所述输入端电机(1)和输出端电机(9)均为恒转矩输出的方式，以保证在所需转速下转矩总保持恒定。
3.根据权利要求1或2所述轴系一体化设计的精密减速器检测仪，其特征在于，所述输入端电机(1)采用多槽极的永磁无刷同步直流电机，所述输出端电机(9)采用低速大扭矩电机。
4.根据权利要求1或2所述轴系一体化设计的精密减速器检测仪，其特征在于，所述输出端电机(9)的额定转速在200转\/分，在磁性转矩满足要求的前提下，尽可能增加槽极的数目，以实现低速扭矩稳定的需求。
5.根据权利要求1所述轴系一体化设计的精密减速器检测仪，其特征在于，所述输入端电机主轴(2)上位于输入端圆光栅角位移传感器一(3)和输入端圆光栅角位移传感器二(4)之间的部分的直径小于其它部分的直径；所述输出端电机主轴(8)上位于输出端圆光栅角位移传感器一(6)和输出端圆光栅角位移传感器二(7)之间的部分的直径小于其它部分的直径。
6.根据权利要求5所述轴系一体化设计的精密减速器检测仪，其特征在于，所述输入端电机主轴(2)上位于输入端圆光栅角位移传感器一(3)和输入端圆光栅角位移传感器二(4)之间的部分的直径进行校核，以使其在所需的扭矩加载范围之内完全处于弹性变形区域；所述输出端电机主轴(8)上位于输出端圆光栅角位移传感器一(6)和输出端圆光栅角位移传感器二(7)之间的部分的直径进行校核，以使其在所需的扭矩加载范围之内完全处于弹性变形区域。
7.根据权利要求6所述轴系一体化设计的精密减速器检测仪，其特征在于，在保证强度的前提下，所述输入端电机主轴(2)上位于输入端圆光栅角位移传感器一(3)和输入端圆光栅角位移传感器二(4)之间的部分的直径尽量小，所述输出端电机主轴(8)上位于输出端圆光栅角位移传感器一(6)和输出端圆光栅角位移传感器二(7)之间的部分的直径尽量小。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种精密减速器检测装置，特别涉及一种轴系一体化设计的精密减速器检测仪，可用于RV减速器的性能参数测试。
背景技术
随着机器人行业的迅速发展，对机器人重要组成部分的精密减速器精密性能质量也在逐渐提升。减速器行业一直被国外所垄断，国内行业也在积极探索，但生产质量参差不齐。为此亟需一套检测设备作为评定减速器行业的标准，为评定精密减速器性能质量提供依据。目前，应用广泛的卧式减速器测试系统存在诸多问题，对此衍生出立式检测结构，能够在一定程度上克服传统卧式检测系统的弊端，但是对于一些连接本身的固有特性无法进行根本上的改变，只能通过传感器补偿的办法进行测量数据的修正。为测量系统的建立与稳定，埋藏了隐患。
中国专利CN102607844A和中国专利CN106370423A先后报道了两种精密减速器竖直式试验装置；其中专利CN102607844A是将传统的卧式检测结构改为立式结构，检测设备内部元件采用刚性联轴器连接；专利CN106370423A的具体技术是在立式检测仪的基础上采用力矩封闭原理，各部件自重沿轴向方向，避免了附加的弯曲载荷。
但专利CN102607844A和专利CN106370423A有一个共同的技术缺陷：检测系统本身的各组成零件都采用不同的连接结构进行连接，各元件轴线无法保证共线要求。测试原理本身存在缺陷，并且存在测试误差无法溯源的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种轴系一体化设计的精密减速器检测仪，直接将测量轴系中的多段轴系与电机主轴进行集成，解决了多元件轴心不共线的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种轴系一体化设计的精密减速器检测仪，包括输入端电机1和输出端电机9，其特征在于，输入端电机主轴2连接被测RV减速器5的输入端，输出端电机主轴8连接被测RV减速器5的输出端，其中，在输入端电机主轴2上安装有输入端圆光栅角位移传感器一3和输入端圆光栅角位移传感器二4，在输出端电机主轴8上安装有输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7。
所述输入端电机1和输出端电机9均为恒转矩输出的方式，以保证在所需转速下转矩总保持恒定。为了保证电机的输出扭矩稳定，所述输入端电机1采用多槽极的永磁无刷同步直流电机，所述输出端电机9采用低速大扭矩电机。
输出端电机9的额定转速可设置在200转\/分，并且在磁性转矩满足要求的前提下，尽可能增加槽极的数目，以实现低速扭矩稳定的需求。
输入端电机主轴2依照需求自行设计，输入端电机主轴2上位于输入端圆光栅角位移传感器一3和输入端圆光栅角位移传感器二4之间的部分的直径小于其它部分的直径，需要进行校核，以使其在所需的扭矩加载范围之内完全处于弹性变形区域，结合输入端圆光栅角位移传感器一3和输入端圆光栅角位移传感器二4的转角相位差可直接测出输入轴所受转矩。
同时，为了获得尽可能高的灵敏度，在保证强度的前提下，输入端电机主轴2上位于输入端圆光栅角位移传感器一3和输入端圆光栅角位移传感器二4 之间的部分的直径应尽量小。
输出端电机主轴8依照需求自行设计，输出端电机主轴8上位于输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7之间的部分的直径小于其它部分的直径，需要进行校核，以使其在所需的扭矩加载范围之内完全处于弹性变形区域，结合输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7的转角相位差可直接测出输出轴所受转矩。
同时，为了获得尽可能高的灵敏度，在保证强度的前提下，输出端电机主轴8上位于输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7 之间的部分的直径尽量小。
在测试被测RV减速器5前期，输入端电机主轴2与输出端电机主轴8需要提前进行测试，避免空载状态下，轴的变形所引入的误差。
由于采取以上技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、加载电机主轴与轴系元件实现一体化设计，解决了检测系统各元件轴线不共线的问题。
2、输入端加载电机采用多槽极永磁无刷同步直流电机。
3、输出端电机采用低速大扭矩电机的设计方式，在磁性转矩满足要求的前提下，尽可能增加槽极的数目，以实现低速扭矩稳定的需求。
4、利用两个圆光栅之间轴段的弹性变形，在得到圆光栅转角相位差的情况下可得到主轴所受扭矩。
5、实际测试数据只需要将空载状态下主轴的弹性变形剔除，即可得到被测减速器输入、输出端真实的负载与转角。
附图说明
图1是检测系统原理图。
图2是输入端电机主轴图。
图3是输出端电机主轴图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种轴系一体化设计的精密减速器检测仪，包括输入端电机1 和输出端电机9，输入端电机1和输出端电机9均为恒转矩输出的方式，以保证在所需转速下转矩总保持恒定。为了保证电机的输出扭矩稳定，输入端电机1 采用多槽极的永磁无刷同步直流电机，输出端电机9采用低速大扭矩电机,额定转速设置在200转\/分，并且在磁性转矩满足要求的前提下，尽可能增加槽极的数目，以实现低速扭矩稳定的需求。
输入端电机主轴2连接被测RV减速器5的输入端，输出端电机主轴8连接被测RV减速器5的输出端，其中，在输入端电机主轴2上安装有输入端圆光栅角位移传感器一3和输入端圆光栅角位移传感器二4，在输出端电机主轴8上安装有输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7。
输入端电机主轴2依照需求自行设计，需要根据实际测试需求来确定具体的尺寸参数进行加工，与传感器连接部分和与被测减速器连接的部分，都将参照设计选取的标准件进行详细设计。具体地，参考图2，输入端电机主轴2上位于输入端圆光栅角位移传感器一3和输入端圆光栅角位移传感器二4之间的部分的直径小于其它部分的直径，需要进行校核，以使其在所需的扭矩加载范围之内完全处于弹性变形区域，结合输入端圆光栅角位移传感器一3和输入端圆光栅角位移传感器二4的转角相位差，利用轴的弹性变形，得到输入轴所受扭矩。
同时，为了获得尽可能高的灵敏度，在保证强度的前提下，输入端电机主轴2上位于输入端圆光栅角位移传感器一3和输入端圆光栅角位移传感器二4 之间的部分的直径应尽量小。
输出端电机主轴8依照需求自行设计，需要根据实际测试需求来确定具体的尺寸参数进行加工，与传感器连接部分和与被测减速器连接的部分，都将参照设计选取的标准件进行详细设计。具体地，参考图3，输出端电机主轴8上位于输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7之间的部分的直径小于其它部分的直径，需要进行校核，以使其在所需的扭矩加载范围之内完全处于弹性变形区域，结合输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7的转角相位差，利用轴的弹性变形，得到输出轴所受扭矩。
同时，为了获得尽可能高的灵敏度，在保证强度的前提下，输出端电机主轴8上位于输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7 之间的部分的直径尽量小。
输入端圆光栅角位移传感器一3、输入端圆光栅角位移传感器二4、输出端圆光栅角位移传感器一6和输出端圆光栅角位移传感器二7均采用雷尼绍公司的RESA-30U-S-A300-B。在测试被测RV减速器5前期，输入端电机主轴2与输出端电机主轴8需要提前进行测试，避免空载状态下，轴的变形所引入的误差。并且在检测前期只要将轴系在各负载下的变形进行检测，在测试减速器过程中就可直接将数据作为补偿数据对测量数据进行修正。既可以避免零件装配所带来的转配误差，又可以直接避免测试误差无法溯源的问题。
传感器参数结合具体的计算方法，可以得到被测RV减速器5的背隙、传动误差、传动效率等性能参数。本实用新型的被测RV减速器5的输入端与输出端实现了轴系一体化设计，避免了多元件在安装过程中出现的各轴线不共线的问题，提高了测试精度与测试效率。其中，对于具体的参数具有不同的计算方法：
背隙：将减速器输出端固定，输入端顺时针和逆时针方向旋转，使输入端产生额定转矩3％的转矩，测量出输出端的角位移值。
参数描述：φ＝ΔθI<\/sub>-ΔθO<\/sub>
φ为背隙；ΔθI<\/sub>为减速器输入端角位移，单位：度；ΔθO<\/sub>：减速器输出端角位移，单位：度。
传动误差：在工作状态下，进行动态测试，当输入轴单向旋转时，输出轴的实际转角与相对于输入轴的理论转角之差，一般完成输入轴的一个360取其最大值即为传动误差。
参数描述：设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920093584.X
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209446282U
授权时间:20190927
主分类号:G01M 13/025
专利分类号:G01M13/025
范畴分类:31E;27D;
申请人:清华大学
第一申请人:清华大学
申请人地址:100084 北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室
发明人:安琪;索双富;郝金顺;时剑文;王洋;刘跃
第一发明人:安琪
当前权利人:清华大学
代理人:段俊涛
代理机构:61215
代理机构编号:西安智大知识产权代理事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计