[发明专利]一种谐波减速器精度回差测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种谐波减速器精度回差测试系统，包括电机，其特征在于，所述电机为空心杯电机，所述谐波减速器精度回差测试系统还包括电机端编码器、谐波端编码器、ARM控制器、谐波减速器，ARM控制器连接空心杯电机，空心杯电机连接电机端编码器及谐波减速器，谐波减速器连接谐波端编码器；

其中，ARM控制器用于发送信号控制空心杯电机是否开始工作，以及接收电机端编码器和谐波端编码器反馈的脉冲信号；

空心杯电机用于提供系统工作的驱动力，同轴驱动谐波减速器和电机端编码器；

电机端编码器用于转变电机的动能为脉冲信号，并将脉冲信号反馈给ARM控制器；

谐波减速器用于将电机产生的动能按特定的减速比转变为减速动能，减速后输出带动谐波端编码器工作；

谐波端编码器用于将谐波减速器产生的减速动能转变为脉冲信号，并将脉冲信号反馈给ARM控制器。

2.如权利要求1所述的谐波减速器精度回差测试系统，其特征在于，所述ARM控制器与空心杯电机之间连接方向控制模块，方向控制模块用于实现ARM控制器控制空心杯电机运转的方向，可以正向旋转或者反向旋转。

3.如权利要求1所述的谐波减速器精度回差测试系统，其特征在于，所述ARM控制器的输入端连接蓝牙模块，蓝牙模块用于建立智能手机与ARM控制器之间的双向无线蓝牙通信链路，实现智能手机与ARM控制器之间的无线双向通信。

4.如权利要求1所述的谐波减速器精度回差测试系统，其特征在于，所述ARM控制器的输出端连接显示模块，显示模块用于输出显示ARM控制器计算得到的谐波减速器的传动精度和回程误差。

5.如权利要求1所述的谐波减速器精度回差测试系统，其特征在于，所述ARM控制器使用的是STM32开发板；空心杯电机使用的是24V空心杯电机，转速为10000r/min；电机端编码器和谐波端编码器使用的是光电式旋转编码器；方向控制模块使用的是L298N控制板；显示模块使用的是LCD液晶屏。

6.一种利用权利要求1至5任一项所述的谐波减速器精度回差测试系统实现的谐波减速器精度回差测试方法，其特征在于，所述方法为：

系统通电后，ARM控制器进入工作状态，并提供工作模式给用户选择，系统提供两种工作模式，即工作模式一和工作模式二，用户发送指令选择工作模式前，首先开启智能手机的蓝牙通信软件进行蓝牙搜索，并与蓝牙模块配对，二者配对成功后，智能手机发送手机指令，选择系统进入何种工作模式，当用户发送手机指令为1时，进入工作模式一；当用户发送手机指令为2时，进入工作模式二；否则，显示模块提示输入的指令有误，请重新输入正确的指令选择工作模式；

在工作模式一中，空心杯电机正向旋转一圈后，再反向旋转一圈，测试谐波减速器的传动精度和回差，具体地，ARM控制器接收到用户发送的工作指令后，驱动方向控制模块工作，方向控制模块控制空心杯电机正向旋转，同时，空心杯电机同轴驱动谐波减速器和电机端编码器工作，谐波减速器带动谐波端编码器工作；ARM控制器中的计数器开始计数，其中，第一计数器统计谐波端编码器产生的脉冲个数，第二计数器统计电机端编码器产生的脉冲个数，ARM控制器实时监测谐波端编码器产生的脉冲信号和电机端编码器产生的脉冲信号，此处以上升沿信号作为脉冲产生的依据，谐波端编码器和电机端编码器每产生1个上升沿信号，相应计数器的值增1，以此循环，当第一计数器的值大于预先设定的阈值时，分别对第一计数器和第二计数器清零，即系统加电后随机产生的脉冲个数清零，并从指定位置重新开始计数，此时谐波端编码器产生了1个上升沿信号，以此位置作为重新计数的起始位置，第一计数器和第二计数器分别开始计谐波端编码器和电机端编码器的脉冲信号个数，每当谐波端编码器产生1个上升沿信号时，第二计数器的当前值将被存储到ARM控制器的相应寄存器中，并对第二计数器清零后，重新计数，以此循环，当第一计数器的值超过谐波端编码器线数时，首先，第二计数器的当前值将被存储到ARM控制器的相应寄存器中，并对第二计数器清零；其次，方向控制模块驱动空心杯电机反向旋转，同理第二计数器计数得到电机端编码器在谐波端编码器每次产生上升沿信号时的脉冲信号个数，直到第二计数器的值超过谐波端编码器线数时为止，空心杯电机、谐波减速器、谐波端编码器和电机端编码器停止工作，将空心杯电机正向旋转时相应寄存器中的存储数据利用冒泡排序法计算得到最大的传动精度值，即谐波减速器的传动精度；将空心杯电机反向旋转时相应寄存器中的存储数据先反序排列，然后与空心杯电机正向旋转时相应寄存器中的存储数据对应计算得到最大回程误差，即谐波减速器的回差，

即谐波减速器的传动精度＝Max{|n_i-理论减速值|*系数}，谐波减速器的回差＝Max{|n_i’-n_i|*系数}；其中，n_i为谐波减速器正向旋转一圈产生360个采样点的i位置采样点的传动精度；与谐波减速器正向旋转一圈i位置传动精度相对应，n_i’为反向旋转时产生的i位置传动精度，

谐波减速器传动精度和回差计算完成后，将在显示模块中显示，

在工作模式二中，空心杯电机连续正向转动或反向转动，实时监测谐波减速器的传动精度变化，具体地，ARM控制器接收到用户发送的手机指令后，首先，驱动方向控制模块工作，然后，方向控制模块驱动空心杯电连续正向旋转或反向旋转运行，在空心杯电机连续运行的过程中，以谐波端编码器上升沿信号为依据，第一计数器开始计数，当第一计数器的值大于预先设定的阈值时，对第一计数器和第二计数器清零，并开始重新计数，即系统加电后随机产生的脉冲个数清零，并从指定位置重新开始计数，之后，ARM控制器捕获每次谐波端编码器产生上升沿信号时的第二计数器的数据并存储到寄存器中，并对比寄存器中前后两次存储的数据，保留较大的数据参与计算实时传动精度，并将计算结果在显示模块中实时显示出来，在空心杯电机连续运行的过程中，用户可以发送停止指令t，停止系统的工作。