[發(fā)明專利]一種諧波減速器剛輪齒形優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110755681.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN113408075B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮平法;袁慶龍;曾龍;馮峰;查慧婷;曾廣勝;吳凱平;張世林;邱楚鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種諧波減速器剛輪齒形優(yōu)化方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

S1、通過(guò)二次切割加工在諧波減速器剛輪上形成觀測(cè)豁口；

S2、將切割加工后的諧波減速器安裝到諧波減速器柔輪輪齒徑向變形量測(cè)量裝置中，經(jīng)過(guò)諧波減速器柔輪輪齒徑向變形量測(cè)量裝置測(cè)量得到嚙合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下諧波減速器的柔輪參數(shù)；

S3、通過(guò)MATLAB對(duì)得到的柔輪參數(shù)進(jìn)行處理，并將處理后的柔輪參數(shù)代入柔輪運(yùn)動(dòng)軌跡方程，通過(guò)MATLAB仿真得到高度擬合真實(shí)柔輪運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡；

S4、取基于真實(shí)柔輪徑向變形量仿真得到的柔輪運(yùn)動(dòng)軌跡包絡(luò)線，基于該包絡(luò)線采用多段圓弧擬合包絡(luò)線以獲得優(yōu)化后的剛輪齒形；

步驟S1所述的觀測(cè)豁口形狀為扇形體，扇形體兩弧線中心均位于剛輪中心軸線上，半徑分別同剛輪齒頂圓半徑、剛輪外輪廓半徑相等，扇形體高度與剛輪齒輪長(zhǎng)度相等；

所述的諧波減速器柔輪輪齒徑向變形量測(cè)量裝置包括有固定安裝在固定基座上的運(yùn)動(dòng)裝置本體部分和參數(shù)測(cè)量部分；

所述的運(yùn)動(dòng)裝置本體部分包括有交流伺服電機(jī)、十字滑塊聯(lián)軸器一、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器一、十字滑塊聯(lián)軸器二、切割加工后的諧波減速器、凸緣聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器二、十字滑塊聯(lián)軸器三和磁粉制動(dòng)器；所述交流伺服電機(jī)通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸器一驅(qū)動(dòng)扭矩轉(zhuǎn)速傳感器一轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩轉(zhuǎn)速傳感器一通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸器二帶動(dòng)切割加工后的諧波減速器轉(zhuǎn)動(dòng)，切割加工后的諧波減速器通過(guò)凸緣聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)扭矩轉(zhuǎn)速傳感器二轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩轉(zhuǎn)速傳感器二通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸器三驅(qū)動(dòng)磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波減速器剛輪齒形優(yōu)化方法，其特征在于：所述扇形體所對(duì)應(yīng)圓心角的度數(shù)為27.5度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波減速器剛輪齒形優(yōu)化方法，其特征在于：所述的交流伺服電機(jī)固定安裝在電機(jī)固定底座上，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器一和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器二分別固定在傳感器固定座一和傳感器固定座二上，所述切割加工后的諧波減速器固定安裝在減速器固定底座上，所述的電機(jī)固定底座、傳感器固定座一、傳感器固定座二、減速器固定底座和磁粉制動(dòng)器分別固定安裝在所述固定基座上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波減速器剛輪齒形優(yōu)化方法，其特征在于：所述的參數(shù)測(cè)量部分包括有固定支架板一、固定支架板二、三自由度位移臺(tái)、位移臺(tái)固定板和傳感器固定板，所述固定支架板一和固定支架板二平行對(duì)稱布置于固定基座寬度方向中部，固定支架板一和固定支架板二之間連接有固定支架板三，所述三自由度位移臺(tái)由三個(gè)不同位移方向的位移臺(tái)連接構(gòu)成，三自由度位移臺(tái)底部固定于位移臺(tái)固定板的中心位置，位移臺(tái)固定板固定在固定支架板一和固定支架板二上；點(diǎn)激光位移傳感器固定于傳感器固定板的一端，傳感器固定板固定于三自由度位移臺(tái)的其中一個(gè)位移臺(tái)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種諧波減速器剛輪齒形優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟S2具體過(guò)程如下：

S2.1將切割加工后的諧波減速器安裝到諧波減速器柔輪輪齒徑向變形量測(cè)量裝置中后，通過(guò)三自由度位移臺(tái)校準(zhǔn)點(diǎn)激光位移傳感器位置，使點(diǎn)激光位移傳感器能夠正常測(cè)量，并且固定于剛輪上觀測(cè)豁口的開口端；

S2.2、打開交流伺服電機(jī)，交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，依次帶動(dòng)扭矩轉(zhuǎn)速傳感器一、諧波減速器、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器二和磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)，點(diǎn)激光位移傳感器記錄數(shù)據(jù)；

S2.3、通過(guò)三自由度位移臺(tái)使點(diǎn)激光位移傳感器沿x軸負(fù)方向移動(dòng)0.5mm；

S2.4、重復(fù)步驟S2.2、S2.3，直到點(diǎn)激光位移傳感器移動(dòng)到剛輪觀測(cè)豁口閉口端。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種諧波減速器剛輪齒形優(yōu)化方法，其特征在于：所述的步驟S3的具體內(nèi)容如下：通過(guò)MATLAB對(duì)點(diǎn)激光位移傳感器記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪、優(yōu)化處理，最終獲得沿x軸每間隔0.5mm的截面位置上柔輪徑向變形量最大值與最小值差值的絕對(duì)值δ，從多個(gè)絕對(duì)值δ中選出最大值δmax與最小值δmin。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種諧波減速器剛輪齒形優(yōu)化方法，其特征在于：將所述柔輪徑向變形量極值δmax、δmin代入柔輪運(yùn)動(dòng)軌跡方程，通過(guò)MATLAB仿真得到柔輪運(yùn)動(dòng)軌跡。