谐波减速器柔轮跨棒距的比较测量法

技术领域

本发明属于精密测量领域，具体涉及谐波减速器柔轮跨棒距的比较测量法。

背景技术

谐波减速器具有体积小、重量轻、结构简单、承载力大、传动效率与传动精度高等优点，被广泛应用于机器人、航空航天、精密仪器、医疗器械等领域。柔轮是谐波减速器的一个关键部件，其各项误差将直接影响谐波减速器整机的使用性能，因此对柔轮的各项误差进行精确测量显得尤为重要。柔轮属于小模数非圆齿轮，直接测量各项误差较为困难，通过采用跨棒距测量法更为简单。根据所测量的柔轮跨棒距，再通过相应的关联关系，便可以获取柔轮的其他各项误差。现有柔轮跨棒距的测量主要采用“千分尺+量棒”的方式进行，但在柔轮齿加工完成后，由于轮齿太小，用“千分尺+量棒”这种传统测量方法测量柔轮跨棒距存在较大的误差，测量员的操作手法也会对测量数值的造成一定的影响。因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供柔轮跨棒距测量结果误差小的谐波减速器柔轮跨棒距的比较测量法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：谐波减速器柔轮跨棒距的比较测量法，包括具有标准圆度横截面的涨棒，从侧方指向涨棒中心的位移传感器；其测量方法为：

S01通过位移传感器测出涨棒表面第一位置点A；

S02将柔轮套在涨棒上；

S03将位移传感器通过对齿动作对准柔轮的齿槽后测出第二位置点B；

S04将涨棒相对于位移传感器旋转180°；

S05通过对齿动作将位移传感器对准柔轮的最近齿槽，测出第三位置点C；

记涨棒的直径为D0，计算机记录的第一位置点A、第二位置点B、第三位置点C分别为Δ1、Δ2、Δ3，则跨棒距M为：

M＝D0+|Δ1-Δ2|+|Δ1-Δ3|。

通过高精度设备，将测量件与标准件基准比较的方法进行测量，这里测量件是柔轮，而标准件是涨棒。在S05步骤中，如果是偶数齿轮，则可以免除此步骤，但保险起见还是执行S05步骤。

在优选的方案中，在第S04和S05步骤中，涨棒绕着自身轴心旋转。这样位移传感器可以不动，减少了位置点计算的工作量。

在优选的方案中，第S03步骤和第S05步骤中的对齿动作包含如下步骤：

T01在柔轮旋转的过程中顺次记录下10个测量点的位置信息；

T02根据10个测量点绘制出齿形；

T03获得10个测量点之间的最大位移值Δmax以及该点所对应的柔轮所转动的角度α即完成对齿动作。

在优选的方案中，位移传感器为接触式，位移传感器固定有支架，支架设置在移动平台上；涨棒设有精密转台；精密转台和移动平台的下方固定有实验台；精密转台、位移传感器和移动平台电信号控制连于控制柜，控制柜电信号控制连于电脑。通过电脑控制控制柜，控制柜控制精密转台、位移传感器和移动平台。移动平台能够带动位移传感器靠近和离开涨棒。

在优选的方案中，在第T01步骤中，柔轮的旋转方向任意，可以正转，也可以反转。

在另一种方案中，在第S04和S05步骤中，涨棒固定不动，而位移传感器绕着涨棒的轴心旋转，这种方案适用于柔轮较大不方便转动的情况下。

在优选的方案中，第S03步骤和第S05步骤中的对齿动作包含如下步骤：

T01在位移传感器绕着涨棒旋转的过程中顺次记录下10个测量点的位置信息；

T02根据10个测量点绘制出齿形；

T03获得10个测量点之间的最大位移值Δmax以及该点所对应的位移传感器所转动的角度α即完成对齿动作。

在优选的方案中，位移传感器为接触式，位移传感器固定有支架，支架设置在移动平台上，移动平台下方滑动设有围绕涨棒的环形导轨；涨棒的下方固定有基座；基座和环形导轨的下方固定有实验台；位移传感器、移动平台和环形导轨电信号控制连于控制柜，控制柜电信号控制连于电脑。通过电脑控制控制柜，控制柜控制位移传感器、移动平台和环形导轨。移动平台能够带动位移传感器靠近和离开涨棒。

在优选的方案中，在第T01步骤中，位移传感器的旋转方向任意，可以绕着涨棒正转，也可以绕着涨棒反转。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)本发明通过高精度设备，将测量件与标准件基准比较的方法进行测量，相比传统测量方法测量精度更高；

(2)本发明通过周向的两点测量，仅需测量出柔轮的周向180°齿槽内两点的位置信息即可获得跨棒距值，测量速度快；

(3)本发明通过精密的齿形测量方式，可实现位移传感器精确定位到齿槽位置，解决了关键的对齿技术难点；

(4)本发明通过计算机控制实现自动测量，使用方便，单人即可完成操作。

附图说明

图1是柔轮跨棒距示意图；

图2是本发明测量涨棒上第一位置点A的示意图；

图3是本发明测量柔轮上第二位置点B的示意图；

图4是本发明测量柔轮上第二位置点C的示意图；

图5是本发明对齿动作测出10个测量点的示意图；

图6是本发明实施例一实验设备示意图；

图7是图6中D部放大示意图；

图8是图7的分解示意图；

图9是本发明实施例二实验设备示意图；

图10是图9中E部放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

其中的附图标记为：实验台1、电脑2、控制柜3、精密转台5、涨棒6、柔轮7、移动平台9、支架10、位移传感器11、基座12、环形导轨13。

柔轮7属于小模数非圆齿轮，直接测量各项误差较为困难，通过采用跨棒距测量法更为简单，柔轮7跨棒距如图1所示。

实施例一，如图2至4所示，谐波减速器柔轮跨棒距的比较测量法，包括具有标准圆度横截面的涨棒6，从侧方指向涨棒6中心的位移传感器11；其测量方法为：

S01通过位移传感器11测出涨棒6表面第一位置点A，如图2所示；

S02将柔轮7套在涨棒6上；

S03将位移传感器11通过对齿动作对准柔轮7的齿槽后测出第二位置点B，如图3所示；

S04将涨棒6相对于位移传感器11旋转180°；

S05通过对齿动作将位移传感器11对准柔轮7的最近齿槽，测出第三位置点C，如图4所示；

记涨棒6的直径为D0，计算机记录的第一位置点A、第二位置点B、第三位置点C分别为Δ1、Δ2、Δ3，则跨棒距M为：

M＝D0+|Δ1-Δ2|+|Δ1-Δ3|。

通过高精度设备，将测量件与标准件基准比较的方法进行测量，这里测量件是柔轮7，而标准件是涨棒6。在S05步骤中，如果是偶数齿轮，则可以免除此步骤，但保险起见还是执行S05步骤。

在本实施例中，在第S04和S05步骤中，涨棒6绕着自身轴心旋转。这样位移传感器11可以不动，减少了位置点计算的工作量。

在本实施例中，如图5所示，第S03步骤和第S05步骤中的对齿动作包含如下步骤：

T01在柔轮7旋转的过程中顺次记录下10个测量点的位置信息P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10；

T02根据10个测量点绘制出齿形；

T03获得10个测量点之间的最大位移值Δmax以及该点所对应的柔轮7所转动的角度即完成对齿动作。

在本实施例中，位移传感器11为接触式，位移传感器11固定有支架10，支架10设置在移动平台9上；涨棒6设有精密转台5；精密转台5和移动平台9的下方固定有实验台1；精密转台5、位移传感器11和移动平台9电信号控制连于控制柜3，控制柜3电信号控制连于电脑2。通过电脑2控制控制柜3，控制柜3控制精密转台5、位移传感器11和移动平台9。移动平台9能够带动位移传感器11靠近和离开涨棒6。

在本实施例中，在第T01步骤中，柔轮7的旋转方向任意，可以正转，也可以反转。

实施例二，如图2至4所示，谐波减速器柔轮跨棒距的比较测量法，包括具有标准圆度横截面的涨棒6，从侧方指向涨棒6中心的位移传感器11；其测量方法为：

S01通过位移传感器11测出涨棒6表面第一位置点A，如图2所示；

S02将柔轮7套在涨棒6上；

S03将位移传感器11通过对齿动作对准柔轮7的齿槽后测出第二位置点B，如图3所示；

S04将涨棒6相对于位移传感器11旋转180°；

S05通过对齿动作将位移传感器11对准柔轮7的最近齿槽，测出第三位置点C，如图4所示；

记涨棒6的直径为D0，计算机记录的第一位置点A、第二位置点B、第三位置点C分别为Δ1、Δ2、Δ3，则跨棒距M为：

M＝D0+|Δ1-Δ2|+|Δ1-Δ3|。

通过高精度设备，将测量件与标准件基准比较的方法进行测量，这里测量件是柔轮7，而标准件是涨棒6。在S05步骤中，如果是偶数齿轮，则可以免除此步骤，但保险起见还是执行S05步骤。

在实施例二中，如图9和图10所示，在第S04和S05步骤中，涨棒6固定不动，而位移传感器11绕着涨棒6的轴心旋转，这种方案适用于柔轮7较大不方便转动的情况下。

在本实施例中，如图5所示，第S03步骤和第S05步骤中的对齿动作包含如下步骤：

T01在位移传感器11绕着涨棒6旋转的过程中顺次记录下10个测量点的位置信息P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10；

T02根据10个测量点绘制出齿形；

T03获得10个测量点之间的最大位移值Δmax以及该点所对应的位移传感器11所转动的角度即完成对齿动作。

在本实施例中，位移传感器11为接触式，位移传感器11固定有支架10，支架10设置在移动平台9上，移动平台9下方滑动设有围绕涨棒6的环形导轨13；涨棒6的下方固定有基座12；基座12和环形导轨13的下方固定有实验台1；位移传感器11、移动平台9和环形导轨13电信号控制连于控制柜3，控制柜3电信号控制连于电脑2。通过电脑2控制控制柜3，控制柜3控制位移传感器11、移动平台9和环形导轨13。移动平台9能够带动位移传感器11靠近和离开涨棒6。

在本实施例中，在第T01步骤中，位移传感器11的旋转方向任意，可以绕着涨棒6正转，也可以绕着涨棒6反转。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。