本實(shí)用新型屬于機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)諧振頻率測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)工程與制造技術(shù)水平和自動(dòng)化控制技術(shù)水平的不斷提高，各個(gè)行業(yè)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能提出了更高的要求。近年來(lái)，精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以其高精度、大速比等優(yōu)點(diǎn)，如新型擺線行星減速器、RV減速器等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、航空航天、國(guó)防軍事、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般包括電機(jī)、減速齒輪組及負(fù)載，電機(jī)經(jīng)減速齒輪組帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)；由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并非剛體，而是柔性的，其確切的物理量可以看成是一個(gè)質(zhì)量—彈簧系統(tǒng)，在傳遞扭矩時(shí)，在機(jī)、減速齒輪組及負(fù)載上都將產(chǎn)生程度不同的彈性變形，并具有一定的諧振頻率。精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)諧振頻率對(duì)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性有很大的影響，它對(duì)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴(yán)重影響并制約著機(jī)構(gòu)的帶寬。傳統(tǒng)的頻率特性測(cè)試方法大多是用LC電路構(gòu)成振蕩器或是敲擊法或是振動(dòng)試驗(yàn)；LC電路構(gòu)成振蕩器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一且不易于其它設(shè)備連接，給使用者帶來(lái)諸多的不便；敲擊法試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，但是敲擊力難以掌控，測(cè)試精度達(dá)不到要求操作困難重復(fù)性低；振動(dòng)試驗(yàn)比較繁瑣，效率低下，無(wú)法達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的要求。

因此，就需要一種精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)諧振頻率測(cè)試系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，可實(shí)施性強(qiáng)，操作程序化，減小操作者的技術(shù)壓力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)諧振頻率測(cè)試系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，可實(shí)施性強(qiáng)，操作程序化，減小操作者的技術(shù)壓力。

本實(shí)用新型的精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)諧振頻率測(cè)試系統(tǒng)，包括被測(cè)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述被測(cè)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、減速齒輪組及負(fù)載，電機(jī)經(jīng)減速齒輪組帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)；所述電機(jī)的輸出軸與編碼器Ⅰ相連并同軸同步運(yùn)動(dòng)，所述負(fù)載的驅(qū)動(dòng)軸與編碼器Ⅱ相連并同軸同步運(yùn)動(dòng)；所述編碼器Ⅰ的輸出端與信號(hào)采集器Ⅰ的輸入端相連，所述編碼器Ⅱ的輸出端與信號(hào)采集器Ⅱ的輸入端相連；所述信號(hào)采集器Ⅰ的輸出端與數(shù)據(jù)傳輸器Ⅰ的輸入端相連，所述信號(hào)采集器Ⅱ的輸出端與數(shù)據(jù)傳輸器Ⅱ的輸入端相連；所述數(shù)據(jù)傳輸器Ⅰ的輸出端、數(shù)據(jù)傳輸器Ⅱ的輸出端分別與計(jì)數(shù)器的第一輸入端、第二輸入端相連，所述計(jì)數(shù)器的輸出端與處理控制器的輸入端相連，所述處理控制器的第一輸出端與顯示器的輸入端相連、第二輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端相連；所述編碼器Ⅰ實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出軸的角速度并傳至處理控制器，所述編碼器Ⅱ?qū)崟r(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸的角速度并傳至處理控制器，所述處理控制器控制計(jì)算得到被測(cè)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的諧振頻率。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)傳輸器Ⅰ通過(guò)降噪器Ⅰ與計(jì)數(shù)器相連，所述數(shù)據(jù)傳輸器Ⅱ通過(guò)降噪器Ⅱ與計(jì)數(shù)器相連。

進(jìn)一步，所述降噪器Ⅰ、降噪器Ⅱ均為小波降噪器結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述編碼器Ⅰ通過(guò)聯(lián)軸器Ⅰ與電機(jī)的輸出軸相連，所述編碼器Ⅱ通過(guò)聯(lián)軸器Ⅱ與負(fù)載的驅(qū)動(dòng)軸相連。

進(jìn)一步，所述編碼器Ⅰ、編碼器Ⅱ均為光柵編碼器結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述電機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制啟閉。

進(jìn)一步，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)嵌有用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)精確運(yùn)動(dòng)的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三環(huán)反饋控制環(huán)。

進(jìn)一步，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與多軸運(yùn)動(dòng)控制卡相連。

進(jìn)一步，所述減速齒輪組為單級(jí)減速結(jié)構(gòu)、多級(jí)增速結(jié)構(gòu)或者單級(jí)增速結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)諧振頻率測(cè)試系統(tǒng)，只需將編碼器Ⅰ固定在電機(jī)的輸出軸、將編碼器Ⅱ固定在負(fù)載的傳動(dòng)軸，啟動(dòng)電機(jī)后即可采集到兩軸的角速度信號(hào)，并通過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到諧振頻率；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充分利用計(jì)算機(jī)軟、硬件資源，測(cè)量精度高，可實(shí)施性強(qiáng)，操作程序化，減小操作者的技術(shù)壓力，方便數(shù)據(jù)的輸出，其測(cè)試結(jié)果研究結(jié)果對(duì)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配、裝調(diào)和故障診斷有非常重要的意義，可加快精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的研發(fā)進(jìn)度并提高產(chǎn)品成功率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖，如圖所示：本實(shí)施例的精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)諧振頻率測(cè)試系統(tǒng)，包括被測(cè)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述被測(cè)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)11、減速齒輪組及負(fù)載12，電機(jī)11經(jīng)減速齒輪組帶動(dòng)負(fù)載12運(yùn)動(dòng)；所述電機(jī)11的輸出軸與編碼器Ⅰ31相連并同軸同步運(yùn)動(dòng)，所述負(fù)載12的驅(qū)動(dòng)軸與編碼器Ⅱ32相連并同軸同步運(yùn)動(dòng)；所述編碼器Ⅰ31的輸出端與信號(hào)采集器Ⅰ41的輸入端相連，所述編碼器Ⅱ32的輸出端與信號(hào)采集器Ⅱ42的輸入端相連；所述信號(hào)采集器Ⅰ41的輸出端與數(shù)據(jù)傳輸器Ⅰ51的輸入端相連，所述信號(hào)采集器Ⅱ42的輸出端與數(shù)據(jù)傳輸器Ⅱ52的輸入端相連；所述數(shù)據(jù)傳輸器Ⅰ51的輸出端、數(shù)據(jù)傳輸器Ⅱ52的輸出端分別與計(jì)數(shù)器6的第一輸入端、第二輸入端相連，所述計(jì)數(shù)器6的輸出端與處理控制器7的輸入端相連，所述處理控制器7的第一輸出端與顯示器81的輸入端相連、第二輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器82的輸入端相連；所述編碼器Ⅰ31實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出軸的角速度并傳至處理控制器7，所述編碼器Ⅱ32實(shí)時(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸的角速度并傳至處理控制器7，所述處理控制器7控制計(jì)算得到被測(cè)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的諧振頻率；被測(cè)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)11可為伺服電機(jī)11，減速齒輪組可為單級(jí)減速結(jié)構(gòu)、多級(jí)(兩級(jí)以上)增速結(jié)構(gòu)或者單級(jí)增速結(jié)構(gòu)，以增大本系統(tǒng)的測(cè)試范圍，提高通用性；處理控制器7中預(yù)設(shè)有相關(guān)的計(jì)算程序；顯示器81用于顯示諧振頻率的測(cè)試結(jié)果；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器82用于儲(chǔ)存相關(guān)數(shù)據(jù)；只需將編碼器Ⅰ31固定在電機(jī)11的輸出軸、將編碼器Ⅱ32固定在負(fù)載12的傳動(dòng)軸，啟動(dòng)電機(jī)11后即可采集到兩軸的角速度信號(hào)，并通過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到諧振頻率；本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充分利用計(jì)算機(jī)軟、硬件資源，測(cè)量精度高，可實(shí)施性強(qiáng)，操作程序化，減小操作者的技術(shù)壓力，方便數(shù)據(jù)的輸出，其測(cè)試結(jié)果研究結(jié)果對(duì)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配、裝調(diào)和故障診斷有非常重要的意義，可加快精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的研發(fā)進(jìn)度并提高產(chǎn)品成功率。

本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)傳輸器Ⅰ51通過(guò)降噪器Ⅰ91與計(jì)數(shù)器6相連，所述數(shù)據(jù)傳輸器Ⅱ52通過(guò)降噪器Ⅱ92與計(jì)數(shù)器6相連；通過(guò)設(shè)置降噪器Ⅰ91與降噪器Ⅱ92，能夠提高所傳輸數(shù)據(jù)的真實(shí)性，從而提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，指導(dǎo)意義更強(qiáng)；優(yōu)選地，所述降噪器Ⅰ91、降噪器Ⅱ92均為小波降噪器結(jié)構(gòu)，即降噪器Ⅰ91、降噪器Ⅱ92采用小波去噪的方式進(jìn)行降噪，可使信號(hào)變換后的熵降低，很好地刻畫(huà)信號(hào)的非平穩(wěn)特性，并可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)，且噪聲在變換后有白化趨勢(shì)，利于降噪的實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例中，所述編碼器Ⅰ31通過(guò)聯(lián)軸器Ⅰ21與電機(jī)11的輸出軸相連，所述編碼器Ⅱ32通過(guò)聯(lián)軸器Ⅱ22與負(fù)載12的驅(qū)動(dòng)軸相連；通過(guò)設(shè)置聯(lián)軸器Ⅰ21、聯(lián)軸器Ⅱ22，便于編碼器Ⅰ31、編碼器Ⅱ32與相應(yīng)軸的同軸安裝，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)同軸同步運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，所述編碼器Ⅰ31、編碼器Ⅱ32均為光柵編碼器結(jié)構(gòu)；編碼器Ⅰ31、編碼器Ⅱ32例如可為瑞普Z(yǔ)SP3806-003G，線數(shù)為1024/周，輸出信號(hào)為方波，電壓+5DC；信號(hào)采集器Ⅰ41、信號(hào)采集器Ⅱ42可為阿爾泰PCI-2361采集卡。

本實(shí)施例中，所述電機(jī)11由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器13控制啟閉，便于對(duì)電機(jī)11的控制；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器13內(nèi)嵌有用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)11精確運(yùn)動(dòng)的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三環(huán)反饋控制環(huán)；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器13與多軸運(yùn)動(dòng)控制卡14相連，多軸運(yùn)動(dòng)控制卡14有多種激勵(lì)信號(hào)，并且每種信號(hào)的參數(shù)可調(diào)，適應(yīng)于不同的精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。