[实用新型]一种模拟工业机器人关节动态变负载变惯量的实验装置

权利要求书

1.一种模拟工业机器人关节动态变负载变惯量的实验装置，其特征在于：第一机架（25）、第二机架（26）、第一输入伺服电机（1）、第一减速器（2）、第一联轴器（3）、动态扭矩传感器（4）、齿轮传动箱（9）、第二联轴器（22）、角度传感器（11）、第一双轴承座（12）、变惯量杆臂（14）、第三联轴器（10）、转轴（17）、第二输入伺服电机（5）、第二减速器（6）、第四联轴器（8）、质量滑块（13）、摆臂（16）、第二双轴承座（19）、旋转轴（18）、第一支撑底座（21）、第二支撑底座（23）、第三支撑底座（24）、第四支撑底座（7）和第五支撑底座（20）；

所述第一输入伺服电机（1）和第一减速器（2）均固定在第三支撑底座（24）上，第一输入伺服电机（1）的输出轴依次连接沿一条直线依次分布的第一减速器（2）、第一联轴器（3）、动态扭矩传感器（4）、第二联轴器（22）、齿轮传动箱（9）、第三联轴器（10）、角度传感器（11）和转轴（17），所述动态扭矩传感器（4）固定在所述第二支撑底座（23）上，所述转轴（17）通过第一双轴承座（12）支撑，第一双轴承座（12）固定在第一支撑底座（21）上；所述变惯量杆臂（14）与转轴（17）平键连接，并用轴端挡圈限位，所述第二输入伺服电机（5）和第二减速器（6）均固定在第四支撑底座（7）上，第二输入伺服电机（5）的输出轴依次连接第二减速器（6）、第四联轴器（8）和齿轮传动箱（9），所述齿轮传动箱的主输入轴（91）通过第二联轴器（22）与动态扭矩传感器（4）连接，所述齿轮传动箱的辅输入轴（92）通过第四联轴器（8）连接第二减速器（6），所述齿轮传动箱的输出轴（93）通过第三联轴器（10）连接转轴（17），所述角度传感器（11）装在转轴（17）并固定在第一双轴承座（12）上；

所述第一支撑底座（21）、第二支撑底座（23）、第三支撑底座（24）和第四支撑底座（7）均固定在第一机架（25）的工作台面上；所述第二双轴承座（19）固定在第五支撑底座（20）上，所述第五支撑底座（20）固定在第二机架（26）的工作台面上，旋转轴（18）套装在第二双轴承座（19）并通过第二双轴承座（19）进行支撑，所述旋转轴（18）与摆臂（16）的一端固定连接，所述摆臂（16）的另一端铰接在质量滑块（13）上，所述质量滑块（13）上设置有与变惯量杆臂（14）相配合的通孔，质量滑块（13）套装在变惯量杆臂（14）上；所述旋转轴（18）的轴心线与转轴（17）的轴心线平行且错开设置。

2.根据权利要求1所述的一种模拟工业机器人关节动态变负载变惯量的实验装置，其特征在于：所述第一输入伺服电机（1）的输出轴、第一减速器（2）、第一联轴器（3）、动态扭矩传感器（4）、第二联轴器（22）、传动齿轮箱的主输入轴（91）、传动齿轮箱的输出轴（93）、第三联轴器（10）、角度传感器（11）和转轴（17）的轴心线位于同一条直线上。

3.根据权利要求1所述的一种模拟工业机器人关节动态变负载变惯量的实验装置，其特征在于：所述第一机架（25）和第二机架（26）的工作台面位于同一水平面上，第一机架（25）和第二机架（26）之间设置有间隙，变惯量杆臂（14）带动摆臂（16）和质量滑块（13）转动时能自由从第一机架（25）和第二机架（26）之间的间隙穿过。

4.根据权利要求1所述的一种模拟工业机器人关节动态变负载变惯量的实验装置，其特征在于：所述第一输入伺服电机（1）和第二输入伺服电机（5）均为永磁同步电机。

5.根据权利要求1所述的一种模拟工业机器人关节动态变负载变惯量的实验装置，其特征在于：所述第一联轴器（3）、第二联轴器（22）、第三联轴器（10）和第四联轴器（8）均为弹性联轴器。

6.根据权利要求1所述的一种模拟工业机器人关节动态变负载变惯量的实验装置，其特征在于：所述转轴（17）为多段阶梯轴，包括依次连接的第一直线段（27）、第二直线段（28）、第三直线段、第三台阶段（29）和第四直线段（30），第一直线段（27）、第二直线段（28）和第三台阶段（29）的直径逐渐增大，所述第一直线段（27）和第四直线段（30）上设置有键槽，所述第二直线段（28）靠近第一直线段（27）的一端设置有传感器定位槽（31），所述转轴（17）的第一直线段（27）与第三联轴器（10）通过键连接，所述变惯量杆臂（14）的一端设置有与转轴（17）的第四直线段（30）外径间隙配合的套筒，变惯量杆臂（14）的套筒与转轴（17）的第四直线段（30）通过键固定连接；所述转轴（17）的第二直线段（28）通过轴承支撑在第一双轴承座（12）上，变惯量杆臂（14）的一端通过转轴（17）的第三台阶段（29）进行轴向定位；所述角度传感器（11）为中空盘形角位移传感器，角度传感器（11）的外部固定座固定在第一双轴承座（12）上，角度传感器（11）的转动端套装在转轴（17）的第二直线段（28）设置有传感器定位槽（31）的一端，角度传感器（11）的转动端通过转轴（17）上的传感器定位槽（31）进行固定及定位。