一种谐波减速器柔轮检测用摇摆实验装置论文和设计-杨振勇

全文摘要

一种谐波减速器柔轮检测用摇摆实验装置，包括固定单元及摇摆检测单元，其中固定单元的内部摆动安装摇摆检测单元；固定单元包括底部支架及两段弧形板，其中底部支架的顶部对向固装两段弧形板；摇摆检测单元的底板两端均固装有双轴电机，该双轴电机的两个输出轴上均同轴固装有橡胶辊；底板两端的橡胶辊分别转动支撑在两段弧形板的弧形内壁上。该实验装置可控制摇摆检测单元在固定单元内部整体摆动，从而实现对柔轮在摇摆工况条件下进行稳定性检测。

主设计要求

1.一种谐波减速器柔轮检测用摇摆实验装置，其特征在于：包括固定单元及摇摆检测单元，其中固定单元的内部摆动安装摇摆检测单元；所述固定单元包括底部支架及两段弧形板，其中底部支架的顶部对向固装两段弧形板；所述摇摆检测单元的底板两端均固装有双轴电机，该双轴电机的两个输出轴上均同轴固装有橡胶辊；所述底板两端的橡胶辊分别转动支撑在两段弧形板的弧形内壁上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种谐波减速器柔轮检测用摇摆实验装置，其特征在于：所述弧形板的顶部及底部均固装有限制橡胶辊最大摆动幅度的限位带。

3.根据权利要求1所述的一种谐波减速器柔轮检测用摇摆实验装置，其特征在于：所述弧形板的内弧面上制有导轨槽；所述橡胶辊与导轨槽的弧形内壁转动支撑连接。

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检测用摇摆实验装置。

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，然而当前尚无一种在摇摆等极限恶劣条件下检测谐波减速器柔轮的实验装置。

通过公开专利文献的检索，发现如下两篇相关公开专利文献：

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，特别是本案在摇摆实验条件的控制方面具备明显不同，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检测用摇摆实验装置，该实验装置可控制摇摆检测单元在固定单元内部整体摆动，从而实现对柔轮在摇摆工况条件下进行稳定性检测。

本实用新型优选的技术方案为：弧形板的顶部及底部均固装有限制橡胶辊最大摆动幅度的限位带。

本实用新型优选的技术方案为：弧形板的内弧面上制有导轨槽；橡胶辊与导轨槽的弧形内壁转动支撑连接。

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检测用摇摆实验装置，可通过控制摇摆检测单元在固定单元内部整体摆动，从而实现对柔轮在摇摆工况条件下进行稳定性检测。

本实用新型的一种谐波减速器柔轮检测用摇摆实验装置，通过底板两端的橡胶辊转动支撑在弧形板上，并且通过双轴电机为橡胶辊提供旋转动力，从而实现底板在对向设置的两段弧形板之间摆动；通过限位带提供橡胶辊的最大摆动角度限位，防止胶轮辊转速过快或因惯性导致底板倾覆；通过导轨槽对橡胶辊进行轴向限位，防止底板在水平方向转动。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的A-A截面剖视图；

图3为本实用新型的摇摆检测单元结构示意图；

图4为本实用新型中固定刚轮的侧视图；

图5为本实用新型中输出轴的局部放大图；

图中：1-电机；2-输出轴；3-计数盘；4-水平检测板；5-电机轴限位块；6-固定刚轮；7-百分表；8-柔轮；9-阻尼器；10-低速轴；11-低速轴限位块；12-光偶传感器；13-底板；14-齿纹；15-顶轮；16-让位槽；17-弧形板；18-橡胶辊；19-限位带；20-底部支架；21-双轴电机；22-导轨槽。

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检测用摇摆实验装置，包括固定单元及摇摆检测单元，其中固定单元的内部摆动安装摇摆检测单元；固定单元包括底部支架20及两段弧形板17，其中底部支架的顶部对向固装两段弧形板；摇摆检测单元的底板两端均固装有双轴电机21，该双轴电机的两个输出轴上均同轴固装有橡胶辊18；底板两端的橡胶辊分别转动支撑在两段弧形板的弧形内壁上。

本实用新型优选的技术方案为：弧形板的顶部及底部均固装有限制橡胶辊最大摆动幅度的限位带19。

本实用新型优选的技术方案为：弧形板的内弧面上制有导轨槽22；橡胶辊与导轨槽的弧形内壁转动支撑连接。

另外，本实用新型优选的，摇摆检测单元包括底板13以及底板上依次同轴固装的电机1、电机轴限位块5、固定刚轮6、阻尼器9及低速轴限位块11；电机的输出轴2转动并穿透电机轴限位块并伸入到固定刚轮内部；阻尼器中部转动并穿透安装低速轴10，该低速轴的一端同轴固装有柔轮8，另一端转动并穿透低速轴限位块；柔轮的外部与固定刚轮的内壁齿轮啮合连接，且柔轮的内壁与输出轴的周向外壁转动配合连接。

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16，该让位槽内转动安装有顶轮15；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，固定刚轮的顶部固装有水平检测板4，该水平检测板的两端分别与电机轴限位块及阻尼器的顶部固定连接，且水平检测板上穿透并固装有检测输出轴与低速轴同轴度的百分表7。

另外，本实用新型优选的，电机轴限位块及低速轴限位块的一侧均固装有光偶传感器12；输出轴及低速轴上均同轴固装有与光偶传感器配合检测转数的计数盘3。

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，双轴电机、阻尼器、光偶传感器及百分表均采用现有技术中的成熟产品。

本实用新型中的摇摆检测单元，可专门针对柔轮的稳定性能进行检测，同时通过电机输出轴与柔轮内壁的快速连接方式便于快速、频繁地更换待检测柔轮，并以输出轴及顶轮替代谐波减速器的谐波轴及轴承，降低了检测成本，排除了谐波减速器其他结构可能带来的干扰因素，是可频繁、多次并长期进行柔轮稳定性试验的一种比较具有创造性的谐波减速器柔轮的稳定性检测装置。

另外，本实用新型中的摇摆检测单元，通过电机轴限位块同轴限位输出轴，通过低速轴限位块同轴限位低速轴，通过阻尼器为低速轴提供旋转阻力，通过固定刚轮模拟谐波减速器的刚轮，并且实现与柔轮外壁的齿纹啮合连接，通过管够传感器及计数盘检测输出轴及低速轴的转数，通过水平检测板保证检测面的水平度，并且便于百分表对转动中的输出轴及低速轴进行同轴度的实时检测，最后通过在输出轴一端对称并转动安装的顶轮模拟谐波轴及轴承，对柔轮的内壁进行转动挤压，解决了谐波轴及轴承难以从柔轮上拆卸的问题，并且可由此排除谐波轴与轴承损坏带来的柔轮检测干扰因素。

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：

本实用新型的谐波减速器柔轮检测用摇摆实验装置，在使用时仅需开启底板两端的双轴电机，并控制两个双轴电机向相同方向旋转，从而带动橡胶辊在弧形板的导轨槽内旋转，实现带动底板及整体摇摆检测单元进行摇摆，达到在摇摆工况下检测柔轮稳定性的目的。

本实用新型的摇摆检测单元在安装时，需先安装低速轴，并在低速轴端部固装柔轮(柔轮的杯底与低速轴端部通过螺栓固定连接)，而后将柔轮伸入到固定刚轮内部，此时因尚未安装顶轮，故柔轮此时为正圆形，柔轮外部的齿纹尚未与固定刚轮内部的齿纹啮合连接；而后安装电机，并使电机的输出轴穿透电机轴限位块，使输出轴的端部伸入到柔轮内，并由顶轮支撑顶起柔轮的内壁，将柔轮撑起变形成椭圆形，该椭圆形柔轮的长轴外壁上的齿纹与固定刚轮内部的齿纹啮合连接；最后安装光偶传感器及百分表，检测进行前需先读取百分表读书，保证输出轴与低速轴同心同轴。

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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