[发明专利]一种谐波减速器动态扭转刚度分析装置与方法

说明书

本发明公开了一种谐波减速器动态扭转刚度分析装置与方法，包括交流伺服电机，所述交流伺服电机自带编码盘，所述交流伺服电机的输出轴通过联轴器与谐波齿轮减速器的输入轴连接，所述谐波齿轮减速器的输出轴与扭转传感器的一端连接，所述扭转传感器的另一端分别与扭转弹簧及旋转编码盘连接；还包括交流电机伺服放大器、信号发生器、A/D转换数据采集卡、计算机及码盘计数解算卡；通过测量谐波齿轮减速器输入端和输出端的角位移信号，输出端的负载力矩信号，运行相应的算法，就可解算得到谐波齿轮减速器的输出扭转刚度。

技术领域

本发明涉及减速器传动特性，具体涉及一种谐波减速器动态扭转刚度分析装置与方法。

背景技术

谐波减速器，它的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差，并且输入转速不能太高。

谐波传动减速器主要由波发生器、柔性齿轮和刚性齿轮三个基本构件组成，谐波传动减速器，是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。

由于谐波齿轮传动的特点，所以输出轴的扭转刚度比RV减速器等低，同时回转精度也低，所以要分析谐波减速器的输出扭转刚度。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种谐波减速器动态扭转刚度分析装置与方法。

本发明采用如下技术方案：

一种谐波减速器动态扭转刚度分析装置，包括交流伺服电机，所述交流伺服电机自带编码盘，所述交流伺服电机的输出轴通过联轴器与谐波齿轮减速器的输入轴连接，所述谐波齿轮减速器的输出轴与扭转传感器的一端连接，所述扭转传感器的另一端分别与扭转弹簧及旋转编码盘连接；

还包括交流电机伺服放大器、信号发生器、A/D转换数据采集卡、计算机及码盘计数解算卡；

信号发生器产生正弦信号输入到交流电机伺服放大器驱动交流伺服电机，进一步驱动谐波齿轮减速器的输出轴转动，带动扭转传感器转动，使扭转弹簧产生扭矩，所述交流伺服电机自带的编码盘和旋转编码盘检测的谐波齿轮减速器的输入端和输出端的转动角位移信号，经过码盘计数解算卡输入计算机，所述扭转传感器检测谐波齿轮减速器的输出轴的力矩，通过A/D转换数据采集卡输入到计算机中，所述信号发生器与A/D转换数据采集卡连接。

所述扭转传感器的扭转刚度大于谐波齿轮减速器的扭转刚度。

所述交流伺服电机通过电机支架固定在实验台上，所述谐波齿轮减速器通过谐波齿轮减速器支架固定在实验台上。

一种谐波减速器动态扭转刚度分析装置的方法，包括如下步骤：

第一步交流伺服电机的工作模式设置为力矩工作模式，调节信号发生器产生正弦波波信号，经过交流电机伺服放大器后驱动交流伺服电机按驱动信号正反向转动；

第二步交流伺服电机的转动输入轴驱动连接谐波齿轮减速器，经过连接谐波齿轮减速器减速后，谐波齿轮减速器的输出轴就带动扭转传感器反复转动，使得扭转弹簧产生反扭转阻力矩，采集扭转传感器检测的输出扭矩信号，A/D转换数据采集卡进行A/D转换后输入计算机；

第三步用交流伺服电机的编码盘和谐波齿轮减速器的输出轴带动的旋转编码盘分别检测谐波齿轮减速器的输入轴和输出轴的转动角位移信号，经过码盘计数解算卡后输入到计算机，进行处理；

第四步根据测量的谐波齿轮减速器的输入轴和输出轴的转动角位移信号，结合波齿轮减速器的减速比，以及扭转传感器测量的动态扭矩信号，得到谐波齿轮减速器的输出扭转刚度。

本发明的有益效果：

(1)不需要专门购买的谐波齿轮减速器动态扭转刚度分析装置，节省了装置成本和存放及维护的花费；