[发明专利]谐波减速器静态刚度与滞回曲线精密测试装置及测试方法

说明书

本发明公开一种谐波减速器静态刚度与滞回曲线精密测试装置及测试方法，涉及谐波减速器技术领域，采用蜗轮蜗杆加载机构替代砝码向谐波减速器施加扭矩，减少测试过程中人为因素导致的误差。该测试装置包括蜗轮蜗杆加载机构、扭矩传感器、角度编码器和用于固定安装谐波减速器的固定机构，蜗轮蜗杆加载机构、扭矩传感器、角度编码器以及谐波减速器依次相连；蜗轮蜗杆加载机构用于向谐波减速器平缓施加扭矩力；扭矩传感器用于实时采集蜗轮蜗杆加载机构施加的扭矩力；角度编码器用于实时采集谐波减速器在受力作用下的输出转角。

技术领域

本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其涉及一种谐波减速器静态刚度与滞回曲线精密测试装置及测试方法。

背景技术

谐波减速器主要包括波发生器(WG)、柔轮(FS)、刚轮(CS)，波发生器通常为椭圆形的凸轮，当波发生器为主动时，将凸轮装入薄壁轴承内，再将它们装入柔轮内。此时柔轮由原来的圆形变成椭圆形在椭圆的长轴两端柔轮齿与刚轮齿处于完全啮合状态，即柔轮的外齿与刚轮的内齿沿齿高啮合。凸轮在柔轮内转动时，迫使柔轮产生连续的弹性变形，此时波发生器的连续转动，就使柔轮齿与刚轮齿的啮入—啮合—啮出—脱开这四种状态循环往复不断地改变各自原来的啮合状态。对于谐波减速器而言，谐波减速器三大组件中柔轮作为柔性部件，由于柔轮的特殊性质使得谐波减速器在传递力和运动过程中存在一定的滞后性，而柔轮扭转刚度决定了整个谐波减速器的传动性和可靠性，由于柔轮扭转刚度的不足制约着谐波减速器在高精密机电传动的发展，因此有必要针对谐波减速器进行精密准确的刚度测试实验。

目前对谐波减速器刚度的测试主要依赖实验法来进行，现有技术中使用的实验测试装置用砝码对谐波减速器施加扭矩，这种方法得到的数据较为离散，而且需要人工反复操作，比较繁琐。同时在砝码增加的过程中人为的误差因素会对刚度或滞回曲线产生较大的误差，另外现有的实验测试装置当中谐波减速器与角度编码器之间的连接方式也存在一定的柔性，也对刚度或滞回曲线产生不小的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐波减速器静态刚度与滞回曲线精密测试装置及测试方法，采用蜗轮蜗杆加载机构替代砝码向谐波减速器施加扭矩，减少测试过程中人为因素导致的误差。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种谐波减速器静态刚度与滞回曲线精密测试装置，包括蜗轮蜗杆加载机构、扭矩传感器、角度编码器和用于固定安装谐波减速器的固定机构，所述蜗轮蜗杆加载机构、所述扭矩传感器、所述角度编码器以及所述谐波减速器依次相连；

所述蜗轮蜗杆加载机构用于向所述谐波减速器平缓施加扭矩力；

所述扭矩传感器用于实时采集所述蜗轮蜗杆加载机构施加的扭矩力；

所述角度编码器用于实时采集所述谐波减速器在受力作用下的输出转角。

优选地，还包括设在所述蜗轮蜗杆加载机构和所述扭矩传感器之间的联轴器，以及设在所述扭矩传感器与所述角度编码器之间的联轴器；

所述蜗轮蜗杆加载机构通过所述联轴器与所述扭矩传感器连接，所述扭矩传感器通过所述联轴器与所述角度编码器连接。

较佳地，所述固定机构包括装夹工装和输入轴端盖，所述输入轴端盖用于将谐波减速器的刚轮与所述装夹工装的安装槽固定，所述角度编码器的输出轴与所述谐波减速器的柔轮固定。

进一步地，所述蜗轮蜗杆加载机构的输出轴、所述联轴器的输出轴、所述扭矩传感器的输出轴、所述角度编码器的输出轴以及所述谐波减速器的柔轮中心轴共同处于同一轴线。

优选地，还包括用于固定所述蜗轮蜗杆加载机构、所述扭矩传感器的支撑架、所述装夹工装的水平基材。

与现有技术相比，本发明提供的谐波减速器静态刚度与滞回曲线精密测试装置具有以下有益效果：