[发明专利]基于计算机视觉的谐波齿轮传动啮合特性测试系统及方法

说明书

本发明提供了基于计算机视觉的谐波齿轮传动啮合特性测试系统及方法，基于计算机视觉的谐波齿轮传动啮合特性测试系统主要包括：谐波传动系统，谐波传动系统主要包括：伺服电机；联轴器；谐波减速器；磁粉制动器；图像采集系统，图像采集系统主要包括：光源、光束转折器、高速摄像机、摄像机升降台、镜头。本发明解决了传统测试系统安装和调试过程复杂、无法测试不同载荷工况下谐波齿轮传动的啮合特性等问题，可用于分析负载和驱动转速等参数对谐波齿轮传动啮合特性的影响。同时，本发明适用于不同型号的谐波减速器，具有使用简便、测试准确等优点。

技术领域

本发明属于谐波齿轮传动技术领域，具体地涉及基于计算机视觉的谐波齿轮传动啮合特性测试系统以及使用该系统进行测试的方法。

背景技术

谐波齿轮传动广泛应用于航天和机器人领域，其传动性能直接影响航天器和机器人的工作精度和可靠性。传统的理论和数值方法均不能准确地预测谐波齿轮传动轮齿啮合的真实运动规律，而本领域缺少相应的实验测试技术，导致谐波齿轮传动的啮合机理尚不明确，从而限制了谐波齿轮传动啮合性能的提升。

现有的谐波齿轮传动啮合特性测试方法不能分析负载对啮合特性的影响，同时实验台的安装和调试过程较为复杂。

因此，急需一种更完善的谐波齿轮传动啮合特性测试技术，来实现谐波齿轮传动真实啮合过程的高精度测试和轮齿啮合真实运动规律的精确表征。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述技术问题。为此，本发明提出一种基于计算机视觉的谐波齿轮传动啮合特性测试系统以及使用该系统进行测试的方法，该基于计算机视觉的谐波齿轮传动啮合特性测试系统可以测试不同载荷工况下谐波齿轮传动的啮合特性，且具有安装简便、测试准确等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于计算机视觉的谐波齿轮传动啮合特性测试系统；其包括设置在光学平台上的谐波传动系统和图像采集系统；

所述谐波传动系统包括：伺服电机、伺服电机支架、第一联轴器、谐波减速器、谐波减速器支架、第二联轴器、磁粉制动器和磁粉制动器支架；所述伺服电机安装在所述伺服电机支架上，所述伺服电机的电机轴的一端与所述第一联轴器的一端连接；所述谐波减速器安装在所述谐波减速器支架上，所述谐波减速器的一端连接所述第一联轴器的另一端，所述谐波减速器的另一端连接所述第二联轴器的一端；所述磁粉制动器安装在所述磁粉制动器支架上，所述磁粉制动器的一端连接所述第二联轴器的另一端；即所述伺服电机通过所述第一联轴器与所述谐波减速器连接，所述谐波减速器通过所述第二联轴器与所述磁粉制动器连接；所述伺服电机支架、谐波减速器支架和磁粉制动器支架设置在所述光学平台上；

所述图像采集系统包括：光源、光束转折器上反射镜、光束转折器上反射镜镜架、光束转折器下反射镜、光束转折器下反射镜镜架、光束转折器立柱、高速摄像机、摄像机升降台、镜头和镜头支架；所述光束转折器上反射镜安装在所述光束转折器上反射镜镜架的下端，所述光束转折器上反射镜镜架通过螺栓固定在光束转折器立柱上；所述光束转折器下反射镜安装在所述光束转折器下反射镜镜架的上端，所述光束转折器下反射镜镜架通过螺栓固定在光束转折器立柱上；所述高速摄像机通过螺栓固定在所述摄像机升降台上，所述镜头固定在所述镜头支架上；所述光束转折器立柱、摄像机升降台和所述镜头支架设置在所述光学平台上。

优选地，所述伺服电机支架通过螺栓与所述光学平台固定；所述谐波减速器支架通过螺栓与所述光学平台固定；所述磁粉制动器支架通过螺栓与所述光学平台固定；所述光束转折器立柱通过螺栓与所述光学平台固定；所述摄像机升降台通过螺栓与所述光学平台固定；所述镜头支架通过螺栓与所述光学平台固定。

优选地，所述伺服电机、第一联轴器、谐波减速器、第二联轴器和磁粉制动器的轴线相互重合。