一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置论文和设计-杨振勇

全文摘要

一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，包括底板以及底板上依次同轴固装的第一轴块、第二轴块、固定刚轮及第三轴块，其中第三轴块上轴向固装柔轮，该柔轮同轴伸入固定刚轮内部并于固定刚轮内壁的齿纹啮合连接；第一轴块及第二轴块的中部转动并穿透安装高速轴，该高速轴的一端伸入到固定刚轮内部并于柔轮的内壁转动配合连接；高速轴的两侧对称固装有翼板；底板上有支撑翼板旋转的第一液压缸及第二液压缸。该检测装置采用破坏性手段测试柔轮的极限扭力数值以及柔轮的弹性变形和塑性变形极限转角度数。

主设计要求

1.一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，其特征在于：包括底板以及底板上依次同轴固装的第一轴块、第二轴块、固定刚轮及第三轴块，其中第三轴块上轴向固装柔轮，该柔轮同轴伸入固定刚轮内部并于固定刚轮内壁的齿纹啮合连接；所述第一轴块及第二轴块的中部转动并穿透安装高速轴，该高速轴的一端伸入到固定刚轮内部并于柔轮的内壁转动配合连接；所述高速轴的两侧对称固装有翼板；所述底板上有支撑翼板旋转的第一液压缸及第二液压缸。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，其特征在于：所述底板上制有固定槽，且底板上固装有支撑架；所述固定槽内部固装有输出端竖直向上伸出的第一液压缸；所述支撑架上固装有输出端竖直向下伸出的第二液压缸；所述第一液压缸及第二液压缸的活塞杆端部均制有圆帽，该圆帽与翼板滑动配合连接。

3.根据权利要求1所述的一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，其特征在于：所述高速轴上同轴固装有分度盘，且第二轴块上安装有与分度盘配合测量转角度数的光偶传感器。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于谐波减速器技术领域，尤其是一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置。

背景技术

谐波减速器具有体积小、重量轻、传动平稳、无冲击、无噪音、运动精度高、传动比大、承载能力高等优点，且已广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业。谐波减速器包括带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮)、带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)和波发生器。其中柔轮是谐波发生器的重要部件，其形状结构和制作材料等影响谐波减速器的使用寿命，且当谐波减速器工作时间较长时，柔轮与刚轮的齿纹啮合摩擦，以及柔轮的反复变形做功均会产生较高的热量，上述因素配合环境温度升高，极易对柔轮刚度产生不利影响。

谐波减速器工作时柔轮的刚度特点如下：1、柔轮的外齿圈部分因需与刚轮的内齿圈啮合的硬性连接，故需承受较大的作用力，此处的柔轮必须保证一定的刚度；2、柔轮底部的碗形结构因需承受谐波发生器传递给柔轮的变形力，故此处的柔轮必须保证一定的韧性，但是在柔轮上述两处的连接位置极易因温度上升而产生刚度下降且加速金属疲劳甚至断裂等问题，然而当前尚无一种专门采用破坏手段测量柔轮极限扭力性能的检测装置

通过公开专利文献的检索，发现如下相关公开专利文献：

一种谐波减速器检测用控温实验台(CN108543555A)公开了一种谐波减速器检测用控温实验台，控温实验台上安装有多组检测单元，该检测单元包括依次同轴连接的电机、谐波减速器、光偶计数器及永磁阻尼器，其中谐波减速器内固装有盘管；控温实验台内设有可切换制冷\/制热功能的控温系统，该控温系统的输出端与盘管的输入端连接，且控温系统的输入端与盘管的输出端连接。该控温实验台可调节谐波减速器的工作温度，可调节谐波减速器的输出阻尼，最后通过检测单元的不规则震动情况判定谐波减速器的稳定性状态。

通过技术特征的对比，上述公开专利文献为申请人在本案申请日前提交并研发的前期技术成果，特别是本案在柔轮破坏性极限测试方面具备明显不同，故申请人认为不影响本案的新颖性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，该检测装置采用破坏性手段测试柔轮的极限扭力数值以及柔轮的弹性变形和塑性变形极限转角度数。

本实用新型优选的技术方案为：底板上制有固定槽，且底板上固装有支撑架；固定槽内部固装有输出端竖直向上伸出的第一液压缸；支撑架上固装有输出端竖直向下伸出的第二液压缸；第一液压缸及第二液压缸的活塞杆端部均制有圆帽，该圆帽与翼板滑动配合连接。

本实用新型优选的技术方案为：高速轴上同轴固装有分度盘，且第二轴块上安装有与分度盘配合测量转角度数的光偶传感器。

本实用新型的优点和技术效果是：

本实用新型的一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，可专门针对柔轮的极限扭力性能进行检测，采用破坏性手段测试柔轮的极限扭力数值以及柔轮的弹性变形和塑性变形极限转角度数。

本实用新型的一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，通过第一轴块及第二轴块径向限位并周向转动支撑高速轴；通过高速轴两侧的翼板及翼板上支撑的液压缸提供高速轴的转向动力，并且由于液压缸输出力可通过油压计算，翼板与高速轴轴心的间距(力臂长度)可测量，可得出高速轴施加给柔轮的精确旋转扭力；通过固定刚轮模拟谐波减速器的刚轮，用以连接高速轴及柔轮，且通过齿纹限位柔轮的周向旋转；通过第三轴块固装柔轮；最后通过分度盘及光偶传感器测量柔轮发生形变时的扭转角度。

附图说明

图1为本实用新型的主视图(局部剖视)；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的固定刚轮侧视图(局部剖视)；

图4为本实用新型中高速轴的局部放大图；

图中：1-高速轴；2-第一轴块；3-第二液压缸；4-支撑架；5-光偶传感器；6-第二轴块； 7-固定刚轮；8-柔轮；9-第三轴块；10-底板；11-分度盘；12-翼板；13-气泡水平仪；14-第一液压缸；15-固定槽；16-顶轮；17-让位槽。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，包括底板10以及底板上依次同轴固装的第一轴块2、第二轴块6、固定刚轮7及第三轴块9，其中第三轴块上轴向固装柔轮8，该柔轮同轴伸入固定刚轮内部并于固定刚轮内壁的齿纹啮合连接；第一轴块及第二轴块的中部转动并穿透安装高速轴1，该高速轴的一端伸入到固定刚轮内部并于柔轮的内壁转动配合连接；高速轴的两侧对称固装有翼板12；底板上有支撑翼板旋转的第一液压缸14及第二液压缸3。

本实用新型优选的技术方案为：底板上制有固定槽15，且底板上固装有支撑架4；固定槽内部固装有输出端竖直向上伸出的第一液压缸；支撑架上固装有输出端竖直向下伸出的第二液压缸；第一液压缸及第二液压缸的活塞杆端部均制有圆帽，该圆帽与翼板滑动配合连接。

本实用新型优选的技术方案为：高速轴上同轴固装有分度盘11，且第二轴块上安装有与分度盘配合测量转角度数的光偶传感器5。

另外，本实用新型优选的，输出轴一端的周向外壁上制有对称的让位槽17，该让位槽内转动安装有顶轮16；顶轮的周向外壁转动支撑在柔轮内壁上。

另外，本实用新型优选的，固定刚轮的周向内壁及柔轮的周向外壁上均制有啮合连接的齿纹14

另外，本实用新型优选的，翼板上固装有气泡水平仪，且气泡水平仪13、分度盘及光偶传感器均采用现有技术中的成熟产品。

为更清楚地描述本实用新型的具体使用方式，下面提供一种实例：

本实用新型的一种谐波减速器柔轮的极限扭力检测装置，在检测前需先保证高速轴两侧的翼板处于水平状态，通过翼板上的气泡水平仪找准水平位置，而后启动液压缸，液压缸的油压由低到高缓慢变化，此时观察柔轮的变形情况，若柔轮未发生形变则继续缓慢增大液压缸输出力，若柔轮开始发生形变则停止增大液压缸的油压并保压一端时间，此时观察光偶传感器及分度盘的转角角度并记录；而后液压缸停止压力输出并复位，柔轮的形变复原后，获得柔轮的弹性形变转角数据；同理柔轮的变形无法复原时，获得柔轮的塑性变形转角数据；当最后液压缸输出力增大到一定数值后柔轮侧壁断裂，此时得到柔轮的极限扭力大小及极限形变转角。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

设计图

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