[發明專利]一種諧波齒輪傳動的回差測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202010322051.1
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111380681A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 董惠敏;董博;王德倫;張楚;王智
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/025
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

1.一種諧波齒輪傳動的回差測量裝置，其特征在于，包括輸入軸固定裝置(1)、諧波減速器(2)、諧波減速器支架(3)、加載桿(4)、角度測量裝置(5)、加載裝置(6)、底座工作臺(7)；

所述諧波減速器(2)支撐在諧波減速器支架(3)上，諧波減速器支架(3)與底座工作臺(7)固定；諧波減速器的波發生器輸入端(201)與輸入軸固定裝置(1)通過鍵連接；諧波減速器的柔輪輸出端(202)與加載桿連接端A(401)固定；加載桿連接端B(402)與角度測量裝置(5)連接，記錄諧波減速器的柔輪輸出端(202)的轉角；加載桿(4)的兩力臂桿頭(403)依次安裝加載裝置(6)，由加載裝置(6)對諧波減速器的柔輪輸出端(202)進行加載；

所述加載裝置(6)包括力傳感器(601)、球頭法蘭(602)、液壓缸(603)；所述加載裝置(6)依次安裝于加載桿(4)的兩力臂桿頭(403)端，實現正向、逆向加載方式；所述力傳感器(601)的內圈通過螺紋與力臂桿頭(403)的螺桿連接，外圈與球頭法蘭(602)通過螺釘固定連接；所述液壓缸(603)一端輸出平面與球頭法蘭(602)相切；液壓缸(603)另一端水平放置在底座工作臺(7)上用來提供驅動力，通過與球頭法蘭(602)相切提供垂直于加載桿(4)力臂的載荷，載荷由力傳感器(601)記錄并讀出。

2.根據權利要求1所述的一種諧波齒輪傳動的回差測量裝置，其特征在于，所述諧波減速器支架(3)的中心孔(301)和端面(302)分別為諧波減速器(2)提供軸向和徑向定位，通過螺栓螺母與諧波減速器固定，諧波減速器支架(3)與底座工作臺(7)通過T型螺栓螺母固定連接。

3.根據權利要求1所述的一種諧波齒輪傳動的回差測量裝置，其特征在于，所述輸入軸固定裝置(1)包括固定支架(101)、固定軸(102)；固定軸(102)與固定支架(101)通過螺釘固定連接；所述的固定軸(102)與諧波減速器(2)的波發生器輸入端(201)通過鍵連接，固定支架(101)與底座工作臺(7)通過T型螺栓固定連接。

4.根據權利要求1所述的一種諧波齒輪傳動的回差測量裝置，其特征在于，所述加載桿(4)包括連接端A(401)、連接端B(402)、加載桿的力臂桿頭(403)，力臂桿頭(403)兩端垂直固定焊接有螺桿；所述的加載桿(4)的連接端A(401)通過螺釘與諧波減速器柔輪輸出端(202)固定連接，并通過定位槽保證其同軸度；連接端B(402)與角度測量裝置的編碼器內環固定連接。

5.根據權利要求1所述的一種諧波齒輪傳動的回差測量裝置，其特征在于，所述角度測量裝置(5)包括角度編碼器支架(501)、角度編碼器(502)；

所述角度編碼器支架(501)為L形薄片彈性支架，水平端與諧波減速器支架(3)通過螺釘固定連接，根據加載桿連接端B(402)的輸出軸的實際情況調節軸向位置；垂直端與角度編碼器(502)外圈通過螺釘固定連接；角度編碼器支架(501)支撐角度編碼器(502)適用于軸線的誤差波動；所述角度編碼器(502)內圈與加載桿連接端B(402)通過螺釘固定連接，其輸出轉角由角度編碼器(502)記錄并讀出。

6.根據權利要求1所述的一種諧波齒輪傳動的回差測量裝置，其特征在于，所述角度編碼器為絕對式編碼器，精度為0.5″；所述力傳感器為輪輻壓力傳感器，精度為0.1N。

7.根據權利要求1所述的一種諧波齒輪傳動的回差測量裝置，其特征在于，所述諧波減速器支架(3)的中心孔(301)與輸入軸固定裝置(1)的固定軸(102)的軸線的同軸度與平行度通過設計和安裝保證。

8.權利要求1～7任一所述裝置測量諧波齒輪傳動的回差的方法，其特征在于，包括步驟如下：

第一步，將諧波減速器(2)安裝在諧波減速器支架(3)上，諧波減速器支架(3)固定在底座工作臺(7)上；將輸入軸固定裝置(1)安裝在諧波減速器波發生器輸入端(201)；加載桿連接端A(401)安裝在諧波減速器柔輪輸出端(202)，使用水平儀調節加載桿(4)兩臂至水平；將角度測量裝置(5)安裝在加載桿連接端B(402)；將加載裝置(6)安裝在加載桿的力臂桿頭(403)右臂處；查看各連接處是否加緊，查看加載裝置(6)、角度測量裝置(5)是否正常工作；

第二步，正向逐漸加載至額定轉矩后卸載，使用角度編碼器(502)記錄諧波減速器柔輪輸出端(202)的扭轉角θ_a，使用力傳感器(601)記錄并計算諧波減速器柔輪輸出端(202)的扭矩T_a；

第三步，將加載裝置(6)安裝在加載桿的力臂桿頭(403)左臂處，反向逐漸加載至額定轉矩后卸載，使用角度編碼器(502)記錄諧波減速器柔輪輸出端(202)的扭轉角θ_b，使用力傳感器(601)記錄并計算諧波減速器柔輪輸出端(202)的扭矩T_b；

第四步，以諧波減速器柔輪輸出端(202)的扭矩為橫坐標，以諧波減速器柔輪輸出端(202)的扭轉角為縱坐標，繪制出滯回曲線，滯回曲線輸出轉矩及轉角的采樣數量分別不少于200點；

第五步，在滯回曲線中，橫坐標為+3％額定轉矩時，對應正向曲線中兩個轉角值的平均值為θ₁；橫坐標為-3％額定轉矩時，對應反向曲線中兩個角度值的平均值為θ₂，則θ₁與θ₂的差值即為諧波齒輪傳動的回差Δθ。