[发明专利]用于谐波减速机的寿命测试工装及寿命测试方法

说明书

本发明涉及一种用于谐波减速机的寿命测试工装，同时涉及一种用于谐波减速机的寿命测试方法，属于谐波减速机的寿命试验技术领域。本发明将伺服电机和飞轮两者结合起来实现谐波减速机寿命测试中的加载，代替常规寿命测试中所用的磁粉制动器以及扭矩传感器，通过设置伺服电机的正反转以及启动时间，可以让谐波减速机快速地获得负载，从而实现快速寿命测试的目的。本发明简化了测试设备，使得测试设备简单可靠，同时提高了寿命测试装置的精度，降低了寿命测试成本，能以较低的成本，快速可靠地对谐波减速机的寿命进行测试，在节约设备费用的同时，还可将寿命测试时间缩短至原来的1/3甚至更短。

技术领域

本发明涉及一种用于谐波减速机的寿命测试工装，同时涉及一种用于谐波减速机的寿命测试方法，属于谐波减速机的寿命试验技术领域。

背景技术

谐波传动是20世纪50年代为适应航天技术发展而来的一种新型机械传动方式，它体积小、重量轻、减速比大、反向间隙小。目前已经广泛应用于高精度机床、检测设备和机器人领域。与传统的渐开线行星齿轮传动相比，同样速比下，谐波传动的轴向尺寸小，结构紧凑，零部件数量少，可靠性高。谐波传动属于精密传动，所以对实验装置的精度要求也比较高，否则会使测试结果出现偏差。尤其是谐波减速机的寿命测试，因为测试时间长，精度要求高，对测试设备就提出了更高的要求。越简单的设备往往可靠性越高。但是因为谐波减速机特殊的内部结构，加上现在市场对谐波减速机需求的不断的攀升，如何简单可靠，快速地验证谐波减速机的寿命，是摆在各个生产厂家面前的问题。

现有的寿命试验的装置如图1所示。它主要包括伺服电机、安装座、联轴器、安装法兰、谐波减速机、连接法兰、扭矩传感器、磁粉制动器以及底座。其中伺服电机用于带动谐波减速机转动；安装座共三个，一个用于安装伺服电机和谐波减速机，一个用于安装扭矩传感器，一个用于安装磁粉制动器；联轴器共三个，一个用于连接伺服电机与谐波减速机，一个用于连接谐波减速机与扭矩传感器，一个用于连接扭矩传感器与磁粉制动器；安装法兰用于将谐波减速机固定在安装座上；谐波减速机为被测试部件；连接法兰用于传动；扭矩传感器用于检测磁粉制动器的扭矩；磁粉制动器用于施加负载；底座用于固定三个安装座。当各个部件组件完成后，给磁粉制动器、伺服电机、扭矩传感器通电，磁粉制动器通电后会形成阻力，当伺服电机通电旋转时，给阻力会给谐波减速机施加扭矩，扭矩传感器负责检测施加的扭矩是否为测试需要的值。

其工作原理如下：

一、安装步骤：伺服电机和第一安装座固定连接谐波减速机和连接法兰固定连接安装法兰，谐波减速机，连接法兰三者固定连接伺服电机装入联轴器伺服电机和谐波减速机同时固定在第一安装座上扭矩传感器和第二安装座固定连接磁粉制动器和第三安装座固定连接第一安装座和底座固定连接第二安装座固定在底座上，扭矩传感器和连接法兰用联轴器固定第三安装座固定在底座上，同时和扭矩传感器用联轴器连接，全部装配完成。

二、给磁粉制动器通一个低电流，以防止施加的负载过大，磁粉制动器内部装有磁粉，通电时磁粉制动器相当于一个负载，给谐波减速机施加扭矩。

三、给伺服电机和扭矩传感器通电，当给出脉冲信号后，伺服电机带动谐波减速机旋转，谐波减速机通过连接法兰、扭矩传感器与磁粉制动器连接，当伺服电机旋转时，此时的磁粉制动器有阻止伺服电机旋转的趋势，磁粉制动器施加的阻力就是谐波减速机的负载。

四、当装置开始运行后，在正式试验前，需要通过扭矩传感器读取磁粉制动器施加的扭矩是否为试验需要的扭矩，如果扭矩不合适，通过调整磁粉制动器的电流大小来调整扭矩的大小，直到调整到需要的扭矩为止。

五、在运行一段时间后，随着温度的变化，磁粉制动器施加的扭矩值会出现波动，此时需要定期观测扭矩传感器的数据，根据测得数据调整磁粉制动器的扭矩大小使其达到需求值。

六、根据产品设计寿命，持续运行该设备。正转一段时间后让伺服电机反转，然后再正转，再反转，如此反复，以实现对谐波减速机正向和反向的寿命测试。因为磁粉制动器的响应时间较长，根据设计寿命的要求，该过程往往长达一年左右，甚至更长。