[发明专利]一种工业机器人关节减速器扭振提取与分析方法

权利要求书

1.一种工业机器人关节减速器扭振提取与分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、通过光栅角度编码器获得瞬时转角：用计数器对光栅角度编码器的方波信号进行计数，以采样频率f读取计数器中的数值，

则读数周期ΔT为：

ΔT=1f,]]>

第i次读取计数器的数值时获得的瞬时转角为：

式中：K_i——第i次读取计数器中的数值，

p——光栅角度编码器的分辨率，

2)、通过瞬时转角计算瞬时转速：第i次读取计数器的数值时获得的瞬时转速ω_i为：

式中：K_i-1——第i-1次读取计数器中的时间值，

ΔT——计数器的读数周期，

f——采样频率，

3)、观测转速是否稳定，不稳定则继续观测，直至稳定则开始数据采集；

4)、数据采集：

4.1)以光栅角度编码器z相脉冲触发计数器和计时器，使计数器置零并对光栅角度编码器的信号开始计数，使计时器置零并开始计时；

4.2)以固定的读数周期ΔT读取计数器中的数值；

4.3)等光栅角度编码器下一个z相脉冲触发计数器和计时器时，读取计数器中的数值并置零，重新开始计数；读取计时器中的时间值并置零重新开始计时，

则有一转内的平均转速为：

ω‾=Kpt,]]>

式中：K——一转时，计数器中的数值，

t——一转时，计时器中的时间值，

p——光栅角度编码器的分辨率，

5)、根据步骤4)中读取的计数器的数值和计时器的时间值，通过分析获得瞬时扭转角，

在第i-1次读数与第i次读数之间的扭转角：

θi=∫0T(ωi-ω‾)dt=(ωi-ω‾)ΔT=p[(Ki-Ki-1)f-Kt]]]>

式中：θ_i——在第i-1次读数与第i次读数之间的扭转角，

ω_i——第i次读取计数器的数值时获得的瞬时转速，

——一转内的平均转速，

ΔT——计数器的读数周期，

f——采样频率，

K_i——第i次读取计数器中的数值，

K_i-1——第i-1次读取计数器中的数值，

则有第i次读数时的瞬时扭转角θ(i)为：

θ(i)=Σn=1iθn=pΣn=1i[(Kn-Kn-1)f-Kt]=p(Ki-iKt)θ(K)=0(Ki≤K)]]>式中：θ(i)——第i-1次读数与第i次读数之间的扭转角，

K_i——第i次读取计数器中的数值，

K——一转时，计数器中的数值，

p——光栅角度编码器的分辨率，

t——转过一转的时间，

i——读数次数，

6)、根据步骤5)中获得的瞬时扭转角，绘制时间-瞬时扭转角曲线；

7)、对步骤6)中获得时间-瞬时扭转角曲线进行整转截断；

8)、对步骤7)获得的整转截断的时间-瞬时扭转角曲线进行时频转换，获得扭振的频域特性，进而得到扭振幅值。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人关节减速器扭振提取与分析方法，其特征在于：所述的光栅角度编码器每转360000个脉冲，通过四倍频计数，角度分辨率可达0.9角秒。