[發明專利]一種工業機器人動力單元可靠性試驗臺

在審

• 申請號: 201710027540.2
• 申請日: 2017-01-15
• 公開（公告）號: CN106769021A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李國發;周詩金;楊兆軍;何佳龍;朱曉翠;張建成;王升旭;霍永超
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本發明屬于一種可靠性試驗裝置，具體涉及一種應用于工業機器人動力單元可靠性領域的試驗裝置。

背景技術

工業機器人動力單元主要由伺服電機和減速器組成，其成本占整機成本的65％以上，作為機器人的核心部件，其精度和可靠性至關重要。然而，國產工業機器人的動力單元主要依靠進口，自主生產的工業機器人動力單元不成熟，可靠性低。工業機器人動力單元的伺服電機具有慣量小、響應速度快、維護和保養要求低等特點；工業機器人動力單元的減速器是工業機器人的關鍵技術之一，具有傳動剛度高、傳動比大、慣量小、輸出轉矩大以及傳動平穩、體積小、抗沖擊力強等優點。

工業機器人動力單元安裝于工業機器人關節臂內部的狹小空間中，散熱慢、易振動、工作環境惡劣、容易發生故障。工業機器人動力單元可靠性試驗臺能夠模擬其實際工況，并進行可靠性試驗，同時還能對相關參數進行實時檢測。通過對動力單元的可靠性試驗，暴露自主生產的工業機器人動力單元的故障，通過對故障的記錄和分析，改進產品，提高動力單元的可靠性，進而提高國產工業機器人的可靠性。

當前，國內外針對不同工業機器人動力單元的伺服電機和減速器分別設計了大量的試驗臺，但還沒有針對工業機器人動力單元整體設計試驗臺，以檢測動力單元整體的性能和可靠性。現有只存在一些工業機器人動力單元的減速器性能檢測試驗臺，該試驗臺普遍采用“輸入電機、扭矩或轉速傳感器、減速器、扭矩或轉速傳感器、磁粉制動器”結構，這種，只適用于減速器的性能參數檢測，不能用于可靠性試驗。對工業機器人的動力單元整體進行可靠性試驗比分別對動力單元的減速器和伺服電機進行試驗更有效率并且能更加方便的模擬實際工況，因此，發明一種能夠對工業機器人動力單元整體進行可靠性試驗和性能檢測的試驗裝置很有必要。

發明內容

本發明提供一種工業機器人動力單元可靠性試驗臺，以解決目前對工業機器人動力單元進行可靠性試驗時存在的的結構能耗高、自動化程度低、可調性差，其振動、溫度等數據采集效果不好，與真實數據存在較大誤差，且不能模擬實際工況的問題。

本發明采取的技術方案是：由三綜合試驗箱，動力單元，徑向力加載單元，萬向節聯軸器，扭矩加載單元組成，其中動力單元和徑向力加載單元安放于三綜合試驗箱內部，扭矩加載單元通過萬向節聯軸器與動力單元連接。

本發明所述動力單元的結構是：電機支座，編碼器支撐架一，減速器支架，編碼器支架二均通過螺栓連接固定于底板上，伺服電機與電機支座固定連接，伺服電機的軸通過聯軸器和輸入軸一端連接，輸入軸上安裝有應變片、加速度傳感器二，旋轉編碼器一與編碼器支撐架一固定連接，輸入軸與旋轉編碼器一內圈固定連接，后蓋的固定環端通過螺釘一與編碼器支撐架一連接，后蓋平面端和減速器端蓋固定連接，減速器的法蘭外殼與減速器套固定連接，減速器套與深溝球軸承內圈過盈配合，深溝球軸承外圈與減速器支架的內壁過盈配合，法蘭軸與減速器套211通過螺釘二連接，法蘭軸與減速器的輸出端通過螺釘三連接，減速器套與減速器支架通過螺釘四連接，輸入軸另一端穿過后蓋與減速器的錐孔連接，旋轉編碼器二與編碼器支架二固定連接，法蘭軸與旋轉編碼器二內圈固定連接，溫度傳感器一安裝于減速器內部，加速度傳感器一安裝在法蘭軸上，溫度傳感器二安裝在伺服電機端面。

本發明所述扭矩加載單元的結構是：扭矩傳感器支架、電力測功機均安裝在滾珠絲杠驅動平臺上，電力測功機通過齒式聯軸器與扭矩傳感器左端連接，扭矩傳感器右端通過萬向節聯軸器與動力單元法蘭軸連接，電動Z軸高度精密調節位移臺頂部與滾珠絲杠驅動平臺底部螺栓連接，角碼分別與平臺支撐架和滾珠絲杠驅動平臺螺栓連接。

本發明所述徑向力加載單元通過螺栓連接固定在編碼器支撐架二上，法蘭軸穿過徑向力加載單元，所述徑向力加載單元的結構是：深溝球軸承外圈和軸承套過盈配合，內圈和法蘭軸過盈配合，左端蓋和右端蓋通過螺栓連接和軸承套固定，壓電陶瓷上頂面和軸承套下底面接觸，支撐桿上部通過螺紋和壓電陶瓷下端連接，在支撐桿和壓電陶瓷之間安裝上調整螺母，并且上調整螺母和壓電陶瓷下端面接觸，支撐桿下部和壓力傳感器螺紋連接，在壓力傳感器和支撐桿之間安裝下調整螺母，下調整螺母下端面和壓力傳感器上端面接觸，壓力傳感器通過螺栓固定在支撐架上，支撐架通過螺栓和編碼器支撐架二固定連接，上調整螺母和下調整螺母螺紋旋向相反。

本發明所述三綜合試驗箱所結構是：振動臺位于溫濕度試驗箱內部下方，加速度傳感器三與振動臺頂面固定連接，溫度傳感器三和濕度傳感器分別固定連接在溫濕度試驗箱內部上方。