[发明专利]基于高速相机测量分析谐波齿轮动态传动特性装置与方法

权利要求书

1.一种基于高速相机测量分析谐波齿轮动态传动特性装置，其特征在于，包括实验台、固定底座、交流伺服电机、凸缘联轴器、单级谐波传动减速器、法兰盘、标定基板、标定板、工业镜头、环形光源以及高速工业相机；

所述固定底座固定于所述实验台上，且交流伺服电机固定于固定底座上；所述交流伺服电机通过所述凸缘联轴器连接并驱动所述单级谐波传动减速器，所述单级谐波传动减速器固定于所述实验台上；

所述单级谐波传动减速器、法兰盘、标定基板以及标定板同心连接，所述单级谐波传动减速器通过所述法兰盘驱动所述标定基板和标定板同步转动；

所述高速工业相机通过一个相机固定支架固定于所述实验台上；所述工业镜头正对所述标定板，并固定于所述高速工业相机一端；所述环形光源环绕工业镜头设置，且工业镜头环形光源以及标定板均同心；

还包括无线加速度传感器节点、无线网关、编码器以及工业计算机；其中

所述无线加速度传感器节点安装于所述标定基板上，用于测量标定基板的加速度，并将相应的加速度信息通过无线网关传输至所述工业计算机；

所述工业计算机用于接收以及处理所述无线加速度传感器和高速工业相机发送过来的数据；

所述编码器集成在交流伺服电机上，用于测量交流伺服电机的角位移和角速度，将测量的编码器信号经过编码器解算卡后输入到工业计算机进行处理；

所述固定底座包括底板、侧板、托板、限位支撑板Ⅰ以及限位支撑板Ⅱ，底板一端固定侧板、另一端固定限位支撑板Ⅱ，托板固定于侧板上，限位支撑板Ⅰ固定于托板上；

所述交流伺服电机安装在固定底座的托板上，其输出端与限位支撑板Ⅰ的限位孔同心、重合装配，形成对交流伺服电机的冗余定位；底板通过螺母螺栓固定在实验台的板材上；

所述单级谐波传动减速器安装在固定底座的限位支撑板Ⅱ上，保持单级谐波传动减速器和交流伺服电机的机轴同心。

2.如权利要求1所述的基于高速相机测量分析谐波齿轮动态传动特性装置，其特征在于，所述无线加速度传感器数量为2个。

3.如权利要求1所述的基于高速相机测量分析谐波齿轮动态传动特性装置，其特征在于，还包括安全保护罩，所述安全保护罩固定于所述实验台上，且所述固定底座、交流伺服电机、凸缘联轴器、单级谐波传动减速器、法兰盘、标定基板以及标定板均设置于安全保护罩的内部。

4.如权利要求1所述的基于高速相机测量分析谐波齿轮动态传动特性装置，其特征在于，所述实验台包括T型槽铸铁平台、T型槽用螺栓、实心方钢型材架、板材以及固定螺栓，T型槽铸铁平台通过水泥浇筑和地脚螺栓水平固定在地面上，实心方钢型材架采用多个对称均布的T型槽用螺栓固定安装在T型槽铸铁平台中部位置，板材通过固定螺栓固定安装在实心方钢型材架上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于高速相机测量分析谐波齿轮动态传动特性装置的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、高速旋转的交流伺服电机驱动单级谐波传动减速器，使单级谐波传动减速器的输出轴产生振动特性，再由标定板放大以利于被高速工业相机所识别、记录；

S2、高速工业相机拍摄、记录标定板上标志点的位置信息，再将所有标志点的位置图片传到工业计算机；

S3、无线加速度传感器节点实时将其所测得的加速度信息经过无线网关基站接收后，再传输到工业计算机中以待处理；

S4、工业计算机应用相应的算法处理图片中的标志点信息以及无线加速度传感器节点所获信息，分析交流伺服电机在匀速、匀变速以及速度不规律变化多种情况下，单级谐波传动减速器内部柔轮和刚轮间的齿轮动态谐波特性、非谐波特性物理特性。