[發明專利]一種用于精密減速器檢測儀中多功能角度校準裝置及方法

在審

• 申請號: 202010060716.6
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111121669A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 裘祖榮;薛潔;胡文川
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王蒙蒙

本發明公開了一種用于精密減速器檢測儀中多功能角度校準裝置及方法，包括轉接件外殼，回轉系統，組合軸鎖緊結構和圓光柵測角系統。可以通過本發明多功能角度校準裝置中的圓光柵角度測量系統來判斷高、低速端圓光柵角度測量系統是否符合測量精度的要求；可以準確獲取測量過程中實際花鍵連接間隙值，避免了校準過程未采用實際使用花鍵軸而導致間隙測量不準確的情況；此外，同時可以獲取高速端和低速端圓光柵角度測量系統的誤差分布關系，用于更加精確探究輸入和輸出端角位移之間關系，并應用于與輸入端和輸出端角度測量相關的參數當中。

技術領域

本發明涉及減速器檢測儀，特別涉及一種用于精密減速器檢測儀中多功能角度校準裝置及高、低速端角度測量系統的精度判定與花鍵連接間隙補償方法和誤差標定與誤差補償方法。

背景技術

精密減速器作為機器人的回旋關節，其傳動精度、傳動效率、扭轉剛度等特性均會影響工業機器人工作性能和壽命。為了獲取不同型號精密減速器特性，科學研究和工業生產中均設計并搭建相應的減速器檢測裝置。角度是精密減速器檢測中需要測量的基本幾何量，一般通過圓光柵傳感器進行獲取。

目前，現有的減速器檢測裝置基本采用多級零部件串聯的方式，即要求所必需的傳感器元件、加載設備等串聯在被測減速器的輸入端和輸出端。角度傳感器位于被測減速器輸入端和輸出端測量軸系的串聯環節之中。傳感器的精度無法作為儀器的角度測量精度。故需要相應的措施實現儀器的高精度測量。圓光柵角度測量系統作為角位移測量傳感器，其刻線精度以及圓光柵尺的安裝偏心等均會影響測角系統的精度。儀器在長時間使用后，圓光柵傳感器的精度是否達到測試精度要求，需要一定的方法進行判斷并決定是否需要再次標定。此外，兩個圓光柵角度系統有著各自不同的誤差分布規律且具有一定的相關性，即使是同步旋轉，兩個圓光柵得到的示值也是不一樣的，所以需要對兩個測角系統的誤差分布關系進行相關性分析，并將該綜合誤差補償到與輸入和輸出角位移均相關的參數當中。此外，為了實現被測件的快速更換，需要采納花鍵結構來連接高低速端的測量軸系與減速器的輸入、輸出端。這樣會導致在測量減速器回差，扭轉剛度參數時，正反轉換向時的花鍵連接間隙計入測量值中，引入測量誤差。不同的花鍵其加工精度和加工水平不一致，其間隙的大小也不一樣，所以用同一個花鍵代替其它花鍵的間隙值也不具有合理性。具體應用可參見公開號為CN 109946070 A的專利申請：機器人用精密減速器高精度綜合性能檢測儀。

發明內容

本發明為解決精密減速器檢測儀中各參數中角度值準確測量，可以在儀器在長時間使用或長時間未校準的情況下，判斷角度測量系統是否符合相應的測試精度要求且需要重新標定；當涉及減速器傳動方向改變時，可以補償由于花鍵間隙進入角度測量值中而導致的測量誤差；同時可以獲取高速端和低速端雙軸角度差值，并將該差值作為兩個圓光柵之間的誤差相關性指標補償到與輸入和輸出角位移相關的參數而所設計的一種多功能角度校準裝置及方法。

本發明所采用的技術方案是：一種用于精密減速器檢測儀中多功能角度校準裝置，包括：

轉接件外殼，所述轉接件外殼包括外殼Ⅰ和外殼Ⅱ；所述外殼Ⅰ和所述外殼Ⅱ相互連接；所述外殼Ⅰ與減速器檢測儀的高速端筒體配合；所述外殼Ⅱ與減速器檢測儀的低速端筒體配合；

回轉系統，所述回轉系統包括軸承外圈固定套筒，軸承組，軸承壓蓋和回旋套筒；所述軸承外圈固定套筒與所述外殼Ⅱ固定配合，所述軸承外圈固定套筒的內圈與所述軸承組的外圈配合；所述軸承壓蓋壓緊所述軸承組的外圈，防止所述軸承組軸向移動；所述回旋套筒與所述軸承組的內圈配合，所述回旋套筒能夠轉動；

組合軸鎖緊結構，所述組合軸鎖緊結構包括T型套筒，輸入軸和輸出軸；所述輸入軸和所述輸出軸分別設置在所述T型套筒的兩側，通過螺釘將所述輸入軸、所述T型套筒和所述輸出軸連接為一個整體；所述組合軸鎖緊結構與所述回旋套筒的內圈配合，并與所述回旋套筒固定連接，能隨所述回旋套筒轉動；以及，

圓光柵測角系統，所述圓光柵測角系統包括圓光柵尺，所述圓光柵尺通過圓光柵尺安裝盤固定設置在所述回旋套筒上。