本發(fā)明涉及精密檢測計量技術(shù)以及精密傳動領(lǐng)域，特別涉及一種精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量裝置及其測量方法。

背景技術(shù)：

精密傳動是以高精度傳遞運動為主要目的的一類機械傳動形式，在航空與航天、武器裝備、汽車、機器人、數(shù)控機床、精密機械、印刷包裝機械、交通運輸機械、醫(yī)療器械等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，是制造裝備業(yè)和國防工業(yè)極其重要的基礎(chǔ)件。近年來，以精密諧波減速器、rv減速器、擺線精密減速器為代表的精密傳動廣泛應(yīng)用于機器人、數(shù)控機床、航空航天等領(lǐng)域，隨著國產(chǎn)化的進一步深入，精密傳動行業(yè)對精密減速器的檢測提出了高準(zhǔn)確性、高效率、通用性的要求。

角度傳遞誤差作為該類減速器最重要的技術(shù)指標(biāo)，影響整個減速器的傳動性能。目前，精密減速器角度傳遞誤差的測量裝置多采用搭建測試臺架的方式。而搭建測試臺架試驗臺的不足之處在于：首先，需要大量工裝和多次調(diào)整，不便于裝配，增加了安裝和使用成本，操作繁瑣，不便于使用；其次，現(xiàn)有技術(shù)的工裝支架裝配誤差大，很難調(diào)整到較高的安裝精度，由于精密傳動對安裝誤差敏感，導(dǎo)致調(diào)整周期長、測量精度不夠；最后，采用這種結(jié)構(gòu)的測量裝置對不同類型的精密減速器的測量缺乏通用性，導(dǎo)致測量效率低下。

因此，需要提供一種能夠準(zhǔn)確、快速測量精密行星減速器的傳動誤差的精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量裝置及其測量方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量裝置及其測量方法，能夠準(zhǔn)確、快速測量精密行星減速器的傳動誤差，且安裝調(diào)試簡便，使用方便。

本發(fā)明的精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量裝置，包括平臺機身、用于帶動被測減速器工作的驅(qū)動電機、用于測量被測減速器輸入端角度的輸入端測角裝置、用于安裝被測減速器的可調(diào)式減速器安裝裝置、用于測量被測減速器輸出端角度的輸出端測角裝置、用于采集輸入端測角裝置和輸出端測角裝置所測角度數(shù)據(jù)并對該數(shù)據(jù)進行處理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、用于控制驅(qū)動電機和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作的控制系統(tǒng)，所述驅(qū)動電機和可調(diào)式減速器安裝裝置并排設(shè)置在平臺機身上，所述可調(diào)式減速器安裝裝置包括用于安裝被測減速器的可調(diào)式安裝盤和固定于可調(diào)式安裝盤上用于與被測減速器輸出端連接的輸出軸，被測減速器以可拆卸的方式固定于可調(diào)式可調(diào)式安裝盤內(nèi)，所述驅(qū)動電機的輸出端連接有驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸的輸出端通過聯(lián)軸器與被測減速器的輸入端連接，所述輸入端測角裝置設(shè)置于驅(qū)動軸的輸出端上，所述輸出端測角裝置與輸出軸連接。

進一步，所述平臺機身上設(shè)有用于安裝驅(qū)動電機的安裝立板i和用于安裝可調(diào)式安裝盤的安裝立板ii，所述驅(qū)動電機固定于安裝立板i上，所述驅(qū)動軸通過軸承以可轉(zhuǎn)動的方式支撐于安裝立板i上設(shè)有的安裝孔i中，所述軸承通過調(diào)整套軸向定位于安裝孔i內(nèi)，并通過端蓋壓緊；所述可調(diào)式安裝盤設(shè)置于安裝立板ii上設(shè)有的安裝孔ii內(nèi)。

進一步，所述輸入端測角裝置為輸入端角度傳感器，該輸入端角度傳感器外套設(shè)于驅(qū)動軸輸出端，且與端蓋固定連接；所述可調(diào)式安裝盤為自定心快換安裝盤，該自定心快換安裝盤通過定位銷固定于安裝孔ii內(nèi)。

進一步，所述驅(qū)動電機、驅(qū)動軸、聯(lián)軸器、被測減速器、輸出軸同軸設(shè)置。

進一步，所述輸出端測角裝置包括用于靜態(tài)測量被測減速器輸出端角度的靜態(tài)測角組件和用于動態(tài)測量被測減速器輸出端角度的的動態(tài)測角組件，所述靜態(tài)測角組件包括正多面棱體、自準(zhǔn)直儀以及用于安裝自準(zhǔn)直儀的基座，所述動態(tài)測角組件包括輸出端角度傳感器和輸出端角度傳感器安裝盤。

進一步，在進行靜態(tài)測量時，所述正多面棱體同軸安裝于輸出軸的輸出端，所述自準(zhǔn)直儀安裝在基座上，且自準(zhǔn)直儀對準(zhǔn)正多面棱體反射鏡面中心，所述基座位于平臺機身外側(cè)，所述自準(zhǔn)直儀與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電連接。

進一步，在進行動態(tài)測量時，所述輸出端角度傳感器通過輸出端角度傳感器安裝盤固定于輸出軸的輸出端上，且輸出端角度傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電連接。

本發(fā)明還公開了一種精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量方法，將被測減速器安裝于所述測量裝置上，通過輸入端測角裝置和輸出端測角裝置分別對被測減速器輸入端和輸出端角度進行測量，輸出端測角裝置的測量包括利用靜態(tài)測角組件對被測減速器輸出端角度進行靜態(tài)測量和利用動態(tài)測角組件對被測減速器輸出端角度進行動態(tài)測量，其中利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集靜態(tài)測量和輸入端測角裝置所測角度數(shù)據(jù)并對該測角度數(shù)據(jù)進行計算實現(xiàn)了對被測減速器的角度傳遞誤差的靜態(tài)測量，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集動態(tài)測量和輸入端測角裝置所測角度數(shù)據(jù)并對該測角度數(shù)據(jù)進行計算實現(xiàn)了對被測減速器的角度傳遞誤差的動態(tài)測量。

進一步，對被測減速器的角度傳遞誤差的靜態(tài)測量包括以下步驟：

a.調(diào)整所述正多面棱體，對自準(zhǔn)直儀和正多面棱體進行零點找正，并初始化測量裝置的參數(shù)；

b.通過控制系統(tǒng)控制驅(qū)動電機工作，驅(qū)動電機按每次運轉(zhuǎn)(360/n)°的節(jié)拍運行，并定義此角度為a，每次節(jié)拍結(jié)束，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集一組輸入端角度傳感器和自準(zhǔn)直儀所測量的角度數(shù)據(jù)，周期數(shù)為n；

c.完成步驟b所述周期之后，按所需采樣精度，控制驅(qū)動電機工作，使輸出軸旋轉(zhuǎn)0～(360/n)°之間任意角度，并定義此角度為b，然后對自準(zhǔn)直儀和正多面棱體進行零點找正；

d.重復(fù)步驟b和c，周期數(shù)為a/b，取整數(shù)部分；

e.測量結(jié)束后對所測量的角度數(shù)據(jù)進行計算后獲得被測減速器的角度傳遞誤差。

進一步，對被測減速器的角度傳遞誤差的動態(tài)測量，即通過輸入端角度傳感器和輸出端角度傳感器分別對被測減速器輸入端和輸出端角度進行測量，并將所測角度數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對所測角度數(shù)據(jù)進行計算實現(xiàn)對被測減速器的角度傳遞誤差的動態(tài)測量。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量裝置及其測量方法，首先，可實現(xiàn)被測減速器一次安裝下，完成靜態(tài)與動態(tài)的角度傳遞誤差測量，通過靜態(tài)的精確測量驗證動態(tài)測量的準(zhǔn)確性，具有較高的測量可靠性，而現(xiàn)有技術(shù)中密減速器角度傳遞誤差的靜態(tài)與動態(tài)測量必需在不同的平臺上進行，無法對角度傳遞誤差同時進行快速測量和精確測量；其次，在對被測減速器的角度傳遞誤差進行靜態(tài)測量時，采用高精度自準(zhǔn)直儀與正多面棱體相結(jié)合，提高了測量精度，角度測量精度可達±0.1″，同時采用自準(zhǔn)直儀進行測量具有輸出軸安裝誤差不敏感性，有效補償了安裝誤差帶來的測量誤差；最后，采用一體式平臺機身，除了可調(diào)式減速器安裝裝置進行替換外，測量裝置其它部件不需要調(diào)整，有效避免了重復(fù)安裝調(diào)整帶來的裝置測量精度變化，提高了測量的可信度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明的工作原理圖；

圖2為本發(fā)明處于靜態(tài)測量狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的右視圖；

圖4為本發(fā)明處于動態(tài)測量狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖4所示：本實施例的精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量裝置，包括平臺機身1、用于帶動被測減速器10工作的驅(qū)動電機2、用于測量被測減速器10輸入端角度的輸入端測角裝置7、用于安裝被測減速器10的可調(diào)式減速器安裝裝置、用于測量被測減速器10輸出端角度的輸出端測角裝置、用于采集輸入端測角裝置7和輸出端測角裝置所測角度數(shù)據(jù)并對該數(shù)據(jù)進行處理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、用于控制驅(qū)動電機2和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作的控制系統(tǒng)，所述驅(qū)動電機2和可調(diào)式減速器安裝裝置并排設(shè)置在平臺機身1上，所述可調(diào)式減速器安裝裝置包括用于安裝被測減速器10的可調(diào)式安裝盤9和固定于可調(diào)式安裝盤9上用于與被測減速器10輸出端連接的輸出軸11，被測減速器10以可拆卸的方式固定于可調(diào)式可調(diào)式安裝盤9內(nèi)，所述驅(qū)動電機2的輸出端連接有驅(qū)動軸3，所述驅(qū)動軸3的輸出端通過聯(lián)軸器8與被測減速器10的輸入端連接，所述輸入端測角裝置7設(shè)置于驅(qū)動軸3的輸出端上，所述輸出端測角裝置與輸出軸11連接。本實施例的聯(lián)軸器8采用彈性聯(lián)軸器，且該彈性聯(lián)軸器為可剖分式聯(lián)軸器，在拆卸式可將聯(lián)軸器8與所對應(yīng)的軸連接部分拆開，便于裝拆，同時能夠為被測減速器10的拆卸提供充足空間，提高了拆卸效率。

本實施例中，所述平臺機身1上設(shè)有用于安裝驅(qū)動電機2的安裝立板i和用于安裝可調(diào)式安裝盤9的安裝立板ii，所述驅(qū)動電機2固定于安裝立板i上，所述驅(qū)動軸3通過軸承5以可轉(zhuǎn)動的方式支撐于安裝立板i上設(shè)有的安裝孔i中，所述軸承5通過調(diào)整套4軸向定位于安裝孔i內(nèi)，并通過端蓋6壓緊，本實施例的驅(qū)動電機2通過螺釘固定于安裝立板i上，驅(qū)動軸3與驅(qū)動電機2的電機軸同軸安裝，軸承5采用深溝球軸承，連接牢固，使用安全可靠；所述可調(diào)式安裝盤9設(shè)置于安裝立板ii上設(shè)有的安裝孔ii內(nèi)，便于裝拆和調(diào)整，使用方便。本實施例的安裝立板i和安裝立板ii與平臺機身1一體鑄造成型，安裝孔i和安裝孔ii一次加工制成，保證了加工后兩個安裝孔的同軸度，降低了由于加工誤差引入的測量誤差，最大限度減小了測量誤差；并且各安裝立板與平臺機身1之間設(shè)置有加強肋板，保證了測試裝置的剛性與抗干擾性；在平臺機身1側(cè)面設(shè)置有安裝基準(zhǔn)面，便于測試裝置的安裝調(diào)整。

本實施例中，所述輸入端測角裝置7為輸入端角度傳感器，該輸入端角度傳感器外套設(shè)于驅(qū)動軸3輸出端，且與端蓋6固定連接，本實施例的輸入端角度傳感器與驅(qū)動軸3同軸安裝，可通過調(diào)整輸入端角度傳感器的位置使其軸線與驅(qū)動軸3在一條偏差允許范圍內(nèi)的水平軸線上；所述可調(diào)式安裝盤9為自定心快換安裝盤，該自定心快換安裝盤通過定位銷固定于安裝孔ii內(nèi)，通過設(shè)置自定心快換安裝盤，可實現(xiàn)對不同型號被測減速器的快速更換和安裝。本實施例的安裝立板ii的安裝孔ii與可調(diào)式安裝盤9連接處加工有半圓弧面和定位銷孔，可調(diào)式安裝盤9上加工有與相對應(yīng)的半圓弧面和定位銷孔，以便于兩者之間進行裝拆和調(diào)整，并提高裝配精度，減少裝配誤差。本實施例的被測減速器10與可調(diào)式安裝盤9按減速器技術(shù)要求安裝定位，通過螺釘鎖緊，與普通安裝孔相比，實現(xiàn)了減速器的快速安裝，且不會損壞減速器外觀。

本實施例中，所述驅(qū)動電機2、驅(qū)動軸3、聯(lián)軸器8、被測減速器10、輸出軸11同軸設(shè)置，以保證測量精度。

本實施例中，所述輸出端測角裝置包括用于靜態(tài)測量被測減速器10輸出端角度的靜態(tài)測角組件和用于動態(tài)測量被測減速器10輸出端角度的的動態(tài)測角組件，所述靜態(tài)測角組件包括正多面棱體12、自準(zhǔn)直儀13以及用于安裝自準(zhǔn)直儀13的基座14，其中正多面棱體12為標(biāo)準(zhǔn)量器，外形為正多邊形，其邊數(shù)可為奇數(shù)，也可為偶數(shù)，本實施例的正多面棱體12采用正偶數(shù)面棱體，用于接收輸出軸11傳遞的運動，正多面棱體12的回轉(zhuǎn)中心與輸出軸11軸線重合，保證實驗檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減少安裝誤差帶來的數(shù)據(jù)誤差，提高試驗數(shù)據(jù)的可靠性；基座14采用大理石基座，自準(zhǔn)直儀13放置于大理石基座上，使用時，自準(zhǔn)直儀13視場中的刻度方向即敏感方向應(yīng)垂直于輸出軸11的回轉(zhuǎn)軸線，從而使自準(zhǔn)直儀13的準(zhǔn)直光管發(fā)出的光經(jīng)正多面棱體12的側(cè)面反射回來再進入自準(zhǔn)直儀13的準(zhǔn)直光管，實現(xiàn)角度測量。所述動態(tài)測角組件包括輸出端角度傳感器16和輸出端角度傳感器安裝盤15，用于對被測減速器10輸出端角度進行動態(tài)快速測量。

本實施例中，在進行靜態(tài)測量時，所述正多面棱體12同軸安裝于輸出軸11的輸出端，所述自準(zhǔn)直儀13安裝在基座14上，且自準(zhǔn)直儀13對準(zhǔn)正多面棱體12反射鏡面中心，所述基座14位于平臺機身1外側(cè)，所述自準(zhǔn)直儀13與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電連接，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集自準(zhǔn)直儀13和輸入端測角裝置7所測角度數(shù)據(jù)并對該測角度數(shù)據(jù)進行計算實現(xiàn)了對被測減速器的角度傳遞誤差的靜態(tài)測量。

本實施例中，在進行動態(tài)測量時，所述輸出端角度傳感器16通過輸出端角度傳感器安裝盤15固定于輸出軸11的輸出端上，且輸出端角度傳感器16與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電連接，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集輸出端角度傳感器16和輸入端測角裝置所測角度數(shù)據(jù)并對該測角度數(shù)據(jù)進行計算實現(xiàn)了對被測減速器的角度傳遞誤差的動態(tài)測量。

本發(fā)明還公開了一種精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量方法，將被測減速器10安裝于所述測量裝置上，通過輸入端測角裝置7和輸出端測角裝置分別對被測減速器10輸入端和輸出端角度進行測量，輸出端測角裝置的測量包括利用靜態(tài)測角組件對被測減速器輸出端角度進行靜態(tài)測量和利用動態(tài)測角組件對被測減速器輸出端角度進行動態(tài)測量，其中利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集靜態(tài)測量和輸入端測角裝置所測角度數(shù)據(jù)并對該測角度數(shù)據(jù)進行計算實現(xiàn)了對被測減速器的角度傳遞誤差的靜態(tài)測量，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集動態(tài)測量和輸入端測角裝置所測角度數(shù)據(jù)并對該測角度數(shù)據(jù)進行計算實現(xiàn)了對被測減速器的角度傳遞誤差的動態(tài)測量。

本實施例中，對被測減速器的角度傳遞誤差的靜態(tài)測量包括以下步驟：

a.調(diào)整所述正多面棱體12，對自準(zhǔn)直儀13和正多面棱體12進行零點找正，并初始化測量裝置的參數(shù)；

b.通過控制系統(tǒng)控制驅(qū)動電機2工作，驅(qū)動電機2按每次運轉(zhuǎn)(360/n)°的節(jié)拍運行，并定義此角度為a，每次節(jié)拍結(jié)束，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集一組輸入端角度傳感器和自準(zhǔn)直儀13所測量的角度數(shù)據(jù)，周期數(shù)為n；

c.完成步驟b所述周期之后，按所需采樣精度，控制驅(qū)動電機2工作，使輸出軸11旋轉(zhuǎn)0～(360/n)°之間任意角度，并定義此角度為b，然后對自準(zhǔn)直儀13和正多面棱體12進行零點找正；

d.重復(fù)步驟b和c，周期數(shù)為a/b，取整數(shù)部分；

e.測量結(jié)束后對所測量的角度數(shù)據(jù)進行計算后獲得被測減速器的角度傳遞誤差。

本實施例中，對被測減速器的角度傳遞誤差的動態(tài)測量，即通過輸入端角度傳感器和輸出端角度傳感器16分別對被測減速器10輸入端和輸出端角度進行測量，并將所測角度數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對所測角度數(shù)據(jù)進行計算實現(xiàn)對被測減速器的角度傳遞誤差的動態(tài)測量。

總而言之，根據(jù)本發(fā)明實施例的精密行星減速器角度傳遞誤差靜動態(tài)測量裝置測量得到的角度傳遞誤差更有實際意義，合理的減小了現(xiàn)有裝置測量不足之處造成的系統(tǒng)誤差與隨機誤差，更準(zhǔn)確地反映了精密行星減速器運動傳遞特性，同時提高了檢測的效率，有利于實驗研究和精密行星減速器的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。