[发明专利]一种谐波传动减速器及传动系统及检测方法

权利要求书

1.一种谐波传动减速器及传动系统的检测方法，其特征在于，所述谐波传动减速器及传动系统的检测方法包括：

步骤一，通过噪声检测模块利用噪声传感器检测谐波传动减速器噪声数据；

利用信号噪声谱测量数据，进行曲线拟合，得到噪声谱模型中的噪声参考数据初值，并编写正则方程组对噪声参考数据进行修正，最终得到满足既定要求的噪声参考数据；再根据信号噪声谱与其谐波传动减速器噪声幂律模型的关系，将求得的噪声参考数据代入谐波传动减速器噪声幂律模型中，进而得到被测信号的谐波传动减速器噪声测量结果；

通过承重检测模块利用压力传感器检测谐波传动减速器称重压力数据；通过刚度检测模块利用检测设备对谐波传动减速器刚度进行检测；

步骤二，主控模块通过传动速比计算模块利用计算程序计算谐波传动减速器传动速比数据；

通过寿命预测模块利用预测程序对谐波传动减速器寿命进行预测；

所述刚度检测模块检测方法包括：

(1)配置谐波减速器检测噪声参考数据，以谐波减速器关节构成的器件作为对象，利用其控制系统，对器件的输出端控制，使其作规律的正弦运动；

(2)根据影响传动刚度的相关因素以及器件的测试环境，建立器件中的谐波减速器传动刚度的动力学模型，并建立相应的约束条件；其中，所述相关因素包括谐波减速器关节的非线性刚度、迟滞效应、间隙、非线性摩擦、低频运动误差和阻尼；

(3)启动待测量器件，开始测试：

根据步进电机噪声参考数据获得谐波减速器关节输入角度；直接测量谐波减速器关节输出角度；利用差分算法，根据各时刻谐波减速器关节输入角度和各时刻谐波减速器关节输出角度，获得输入角速度和输出角速度；根据获得的输入角速度和输出角速度获得相对角速度；

根据获得的输入角度和输出角度获得相对角位移；

共测试n组，获得n组运动学噪声参考数据；

(4)根据步骤(3)中获得的n组运动学噪声参考数据，利用输出角速度信息，采用差分法估计输出角加速度信息，并利用滑动平均滤波器对所得的输出角加速度信息进行滤波处理，获得滤波后的输出角加速度；

将谐波减速器关节输出端惯量与滤波后的输出角加速度相乘，获得谐波减速器关节输出端力矩；并求所有相对角位移和关节输出力矩的平均值，获得平均相对角位移和平均关节输出力矩；

(5)根据步骤(3)和步骤(4)中获得的噪声参考数据，代入步骤二中建立的传动刚度动力学模型中，进行刚度噪声参考数据辨识，进而获得传动刚度动力学模型的最终表达式；在实际测试传动刚度时，将谐波减速器的相对角位移代入，即可获得谐波减速器关节的输出力矩，进而确定输出力矩与相对角位移之间的关系，即传动刚度；

步骤三，通过检测数据存储模块利用存储器存储检测的噪声、称重压力、刚度、传动速比、寿命数据信息；

步骤四，通过显示模块利用显示器显示检测的谐波传动减速器噪声、称重压力、刚度、传动速比、寿命数据信息。

2.如权利要求1所述谐波传动减速器及传动系统的检测方法，其特征在于，

确定噪声参考数据初值的方法包括：

依据式采用非线性最小二乘法，确定噪声参考数据的初值，取即需要选择a_β的初值，将式表示为如下的矩阵形式：

FA＝S；

其中：

A＝[a₀ a₁ … a₄]^T S＝[S₀ S₁ … S₄]^T；

矩阵F中所要用的数据点是从N个{(f_i,S_i)}i＝1,2,…,N中选取五个频率点，选取的数值应保证矩阵F是满秩可逆；

由此得表示噪声参考数据a_β初值的矩阵A的初值为：

以为初始值进行迭代对矩阵A的值进行估计，l表示迭代次数，此时l＝0。