技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人的檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種精密減速機(jī)剛性檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)：
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精密減速機(jī)構(gòu)是高新智能技術(shù)工業(yè)機(jī)器人的重要部件，它主要應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)上來完成精密的操作指令，是整個(gè)機(jī)器人控制的中間環(huán)節(jié)。一般使用彈簧常數(shù)和空轉(zhuǎn)角這兩個(gè)指標(biāo)來衡量減速機(jī)構(gòu)的剛性，這種精密減速機(jī)具有很優(yōu)異的剛性，彈簧常數(shù)以n.m/arcmin為單位，空轉(zhuǎn)角檢測(cè)值則一般在1arcmin范圍內(nèi)，檢測(cè)精度要求達(dá)到1arcsec級(jí)別，所以給相應(yīng)的檢測(cè)系統(tǒng)精度也提出了很高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種精密減速機(jī)構(gòu)的剛性檢測(cè)設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種精密減速機(jī)構(gòu)剛性檢測(cè)設(shè)備，其特征在于：所述精密減速機(jī)構(gòu)剛性檢測(cè)設(shè)備包括組合驅(qū)動(dòng)單元、扭矩檢測(cè)單元和角度檢測(cè)單元；減速機(jī)構(gòu)包括輸入軸和輸出軸；組合驅(qū)動(dòng)單元的輸出軸和減速機(jī)構(gòu)的輸出軸之間安裝扭矩檢測(cè)單元；角度檢測(cè)單元包括第一固定盤、光柵、光柵讀數(shù)頭；光柵安裝在第一固定盤上，第一固定盤安裝在減速機(jī)構(gòu)的輸出軸上，光柵在光柵讀數(shù)頭的檢測(cè)范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述扭矩檢測(cè)單元包括扭矩傳感器，所述第一固定盤與所述減速機(jī)構(gòu)的輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述精密減速機(jī)構(gòu)剛性檢測(cè)設(shè)備還包括第二固定盤，所述光柵讀數(shù)頭安裝在第二固定盤上，第二固定盤安裝在所述減速機(jī)構(gòu)的外殼上靜止不動(dòng)；所述光柵為圓光柵。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述精密減速機(jī)構(gòu)剛性檢測(cè)設(shè)備還包括鎖緊單元，鎖緊單元包括鎖緊軸和平鍵，在所述減速機(jī)構(gòu)的輸入軸上設(shè)有與平鍵匹配的平鍵槽，平鍵安裝在平鍵槽中；鎖緊軸鎖緊所述減速機(jī)構(gòu)的輸入軸的第一端面。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述精密減速機(jī)構(gòu)剛性檢測(cè)設(shè)備還包括數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器，所述光柵讀數(shù)頭讀出的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集器的采集后輸入數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行處理；光柵讀數(shù)頭、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器之間都為電性連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述組合驅(qū)動(dòng)單元和所述減速機(jī)構(gòu)都水平安裝在檢測(cè)平臺(tái)上。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述圓光柵的分辨率為1--1.37arcsec范圍之間。

本發(fā)明的有益效果：該裝置通過扭轉(zhuǎn)檢測(cè)單元和角度檢測(cè)單元可以檢測(cè)得出減速機(jī)的剛性指標(biāo)，且角度精度可以達(dá)到1-1.37arcsec之間。

附圖說明

本發(fā)明上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中：

圖1為精密減速機(jī)剛性檢測(cè)設(shè)備一實(shí)施例的裝配示意圖；

圖2為精密減速機(jī)剛性檢測(cè)設(shè)備一實(shí)施例的檢測(cè)結(jié)果回滯曲線圖：圖2的圖表中橫坐標(biāo)代表減速機(jī)構(gòu)輸出軸被施加的扭矩(單位：n.m)，縱坐標(biāo)為減速機(jī)構(gòu)輸出軸轉(zhuǎn)過的角度(單位：arcsec)

圖中：1－組合驅(qū)動(dòng)單元；2－扭矩檢測(cè)單元；3－光柵固定盤；4－光柵；5－光柵讀數(shù)頭；6－讀數(shù)頭固定盤；7－減速機(jī)構(gòu)；8－固定連接座；9－鎖緊軸；10－平鍵，11－減速機(jī)構(gòu)的輸入軸，12－減速機(jī)構(gòu)的輸出軸；13－組合驅(qū)動(dòng)單元的輸出軸；14－螺紋件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

參考圖1并結(jié)合圖2，圖1揭示了精密減速機(jī)剛性檢測(cè)設(shè)備一實(shí)施例的裝配示意圖；為了達(dá)到上述目的，一實(shí)施例中設(shè)計(jì)了一套精密減速機(jī)構(gòu)剛性檢測(cè)設(shè)備。首先，用過盈配合的平鍵(10)與鎖緊軸(9)固定減速機(jī)構(gòu)的輸入軸(11)。減速機(jī)構(gòu)的輸入軸(11)上設(shè)有與平鍵(10)匹配的平鍵槽；平鍵(10)放入減速機(jī)構(gòu)的輸入軸的平鍵槽內(nèi)，防止減速機(jī)構(gòu)的輸入軸(11)轉(zhuǎn)動(dòng)；鎖緊軸(9)通過螺紋件(14)與固定連接座(8)連接，鎖緊減速機(jī)構(gòu)的輸入軸(11)的第一端面，防止鎖緊減速機(jī)構(gòu)的輸入軸(11)軸向竄動(dòng)。

繼續(xù)參考圖1并結(jié)合圖2，減速機(jī)構(gòu)的輸出軸(12)上配裝光柵(4)以檢出轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)。在檢測(cè)平臺(tái)上水平對(duì)置安裝一套減速機(jī)構(gòu)(7)和組合驅(qū)動(dòng)單元(1)，組合驅(qū)動(dòng)單元的輸出軸(13)與減速機(jī)構(gòu)的輸出軸(12)之間安裝有扭轉(zhuǎn)檢測(cè)單元(2)以檢出扭矩信號(hào)?？刂平M合驅(qū)動(dòng)單元(1)向減速機(jī)構(gòu)的輸出軸(12)施加正、反相的交變扭矩，減速機(jī)構(gòu)的輸出軸(12)則以正、反向隨動(dòng)轉(zhuǎn)過一定的角度。設(shè)定扭矩最大絕對(duì)值為減速機(jī)構(gòu)的額定扭矩，同時(shí)采集扭矩檢測(cè)單元(2)和光柵(4)的信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理終端進(jìn)行運(yùn)算，得出減速機(jī)構(gòu)的一個(gè)完整運(yùn)行周期(輸出軸扭矩從反向額定扭矩連續(xù)減小到0，然后連續(xù)增大到正向額定扭矩，再連續(xù)減小到0，最后連續(xù)增大到反向額定扭矩)的回滯曲線，進(jìn)而計(jì)算出減速機(jī)構(gòu)的彈簧常數(shù)和空轉(zhuǎn)角。彈簧常數(shù)是指在回滯曲線中輸出軸扭轉(zhuǎn)角與所施加扭矩的比值，空轉(zhuǎn)角是指在額定扭矩的±5％處的回滯曲線寬度的中間點(diǎn)之間的角度。

作為一個(gè)優(yōu)選，組合驅(qū)動(dòng)單元(1)可以選擇伺服電機(jī)配減速機(jī)來進(jìn)行檢測(cè)系統(tǒng)的扭矩輸入。

作為一個(gè)優(yōu)選，扭矩檢測(cè)單元(2)可以選擇扭矩傳感器。組合驅(qū)動(dòng)單元的輸出軸(13)可以通過扭矩傳感器與減速機(jī)構(gòu)的輸出軸(12)連接，要求裝配后的同軸度達(dá)到φ0.05mm以內(nèi)。扭矩傳感器負(fù)責(zé)采集減速機(jī)構(gòu)的輸出軸(12)被施加的扭矩信號(hào)。

作為一個(gè)優(yōu)選，光柵(4)可以選擇型號(hào)為雷尼紹resm20usa150的圓光柵，用來檢測(cè)系統(tǒng)采集輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)。圓光柵可以通過光柵固定盤(3)與減速機(jī)構(gòu)輸出軸(12)連接并同步轉(zhuǎn)動(dòng)，此款圓光柵分辨率的范圍為1--1.37arcsec之內(nèi)，可以采用錐度定位安裝，安裝時(shí)需要手動(dòng)調(diào)平，可確保數(shù)據(jù)采集誤差在±1.49arcsec以內(nèi)。

同時(shí)，光柵讀數(shù)頭(5)可以通過讀數(shù)頭固定盤(6)與減速機(jī)構(gòu)(7)的外殼固定并保持靜止。光柵讀數(shù)頭(5)可以將采集到的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)再經(jīng)si-nn-0400-100細(xì)分盒過濾處理后提供給數(shù)據(jù)處理終端。

檢測(cè)系統(tǒng)安裝完成后，向組合驅(qū)動(dòng)單元(1)施加控制命令，對(duì)減速機(jī)構(gòu)輸出軸(12)進(jìn)行正、反向交變轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸調(diào)節(jié)增大振幅，直到使采集到的回滯曲線中顯示最大扭矩達(dá)到減速機(jī)構(gòu)的額定扭矩為止，待系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，檢出回滯曲線。然后按下列公式計(jì)算得出剛性指標(biāo)：

1、彈簧常數(shù)α

α＝ta/am

ta——被檢測(cè)減速機(jī)的額定扭矩(回滯曲線中的最大扭矩值)；

am——被檢測(cè)減速機(jī)的輸出軸承受正向額定扭矩時(shí)，轉(zhuǎn)過的角度(回滯曲線中的最大角度值，見圖2)。

2、空轉(zhuǎn)角at

at＝a1–a2

a1——回滯曲線中橫坐標(biāo)+5％額定扭矩處兩交點(diǎn)的中點(diǎn)，見圖2；

a2——回滯曲線中橫坐標(biāo)-5％額定扭矩處兩交點(diǎn)的中點(diǎn)，見圖2。

上述實(shí)施例是提供給熟悉本領(lǐng)域內(nèi)的人員來實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，熟悉本領(lǐng)域的人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。