[发明专利]一种摆线针轮减速器针齿转速测量系统及方法

说明书

本发明属于测控技术领域，尤其涉及一种摆线针轮减速器针齿转速测量系统及方法；设置有转速传感器采集模块、无线发射模块、处理器、报警模块、显示模块、高速摄像头采集模块。本发明利用转速传感器和高速摄像头采集模块相结合，可以提高针齿转速检测的精度，能避免仅有高速摄像机连续拍照的方法测量，造成的测量误差极大，能耗极高，成本极高，需要的计算资源也较大的问题。在高速摄像头采集模块采集针齿转速的过程中，在凹槽内部粘贴有不同颜色的反光条，方便告诉摄像头进行捕捉，并且在摄像头上设置有发射照明灯，使采集的针齿上反光条的精度清晰，有利于提高针齿转速检测的精度。

技术领域

本发明属于测控技术领域，尤其涉及一种摆线针轮减速器针齿转速测量系统及方法。

背景技术

摆线齿廓应用甚至早于渐开线齿廓，在早期的钟表中即出现了摆线齿廓传动，但只能用于轻载和测量分度领域。直到上世纪30年代由德国人罗兰兹·普拉首次证明了采用圆弧和摆线齿廓作为共轭曲线进行传动时，完全满足齿廓啮合基本定理规定的定传动比条件，这就是摆线针轮行星传动(以后简称为针摆传动)。后来日本人50年代末购买了德国的专利后，通过研究有效地解决了针摆传动减速装置所存在的问题，掌握了制造工艺和热加工工艺，特别是掌握了一套核心的齿面修形技术后，于1969年推出一种全新系列的摆线减速器产品，该产品由于具有传动比范围大、结构紧凑、可靠性高和寿命长等显著特点。

我国在上世纪70年后对摆线齿轮进行了相应的研究，并在实践中取得了一定的效果。但在摆线针轮减速器的传动精度、刚度、效率、寿命、重量、承载能力、摩擦和阻尼等研究方面还与国外同行有不小差距，尤其在小型精密摆线针轮减速器的研究应用方面差距更大。小型摆线针轮传动机构的针齿不用针齿套结构，针齿直接镶嵌在针齿壳内的针齿槽中，针齿与针齿槽之间间隙约为0.01～0.02毫米，减速器工作时，针齿在摆线轮与针齿壳共同施加的摩擦力作用下转动，其转速未知。而针齿转速对摆线轮齿面闪温、润滑、磨损及传动效率等方面有重大影响；同时现有技术中利用传感器检测到的脉冲信号，掺杂着许多噪声，在对针齿转速进行计算时，不能得到准确的转速。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术中仅有高速摄像机连续拍照的方法测量，这种方法测量误差极大，能耗极高，成本极高，需要的计算资源也较大。

(2)现有技术中利用传感器检测到的脉冲信号，掺杂着许多噪声，在对针齿转速进行计算时，不能得到准确的转速。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种摆线针轮减速器针齿转速测量系统及方法。

本发明是这样实现的，一种摆线针轮减速器针齿转速测量方法，所述的摆线针轮减速器针齿转速测量方法包括：

第一步，通过利用光电传感器检测针轮上的脉冲信号，根据脉冲信号的变化，检测出针轮的转速；同时通过利用高速摄像头对针轮的转速进行采集；

第二步，将采集的脉冲信号和图像视频信号传递到处理器进行处理，计算出针轮的转速；

第三步，当检测诊断出的转速数据出现异常时，及时报警；

第四步，通过利用无线传感器将检测的信号传递到监控中心，供工作人员参考；同时通过利用显示器显示检测到的针轮转速等其它数据。

进一步，所述摆线针轮减速器针齿转速测量方法通过利用高速摄像头对针轮的转速进行采集的具体方法如下：

步骤一，在针轮四周上开有微小的卡槽，卡槽内部粘贴具有不同颜色的荧光条；同时在针轮外壳开有通孔；

步骤二，在通孔上安装高速摄像头，高速摄像头上安装有照明发射灯；

步骤三，利用高速摄像头对针轮进行采集数据，通过采集的图像数据中相邻两帧图形之间针齿上贴有荧光条的凹槽相对于通孔的位移信息；