谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备及方法

技术领域

本发明涉及谐波减速器检测的技术领域，尤其是涉及一种谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备及方法。

背景技术

谐波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，其中柔轮和刚轮是谐波减速器的关键部件，其齿形精度对减速器有着重要的影响，而重复定位检测是衡量减速器的精度指标；因此，如何便捷地对谐波减速器进行重复运动精度和疲劳寿命是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了便捷地对谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命进行测试，本申请提供一种谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备及方法。

本申请的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备，包括：

机座；

至少一组检测组件，所述至少一组检测组件设置在所述机座上；

其中，所述至少一组检测组件包括：

安装轴，所述安装轴用于和所述谐波减速器的柔轮同轴固定；

驱动件，所述驱动件设置在所述机座上，所述驱动件用于驱动所述安装轴按照预设转速转动；

转动臂，所述转动臂包括第一位置和第二位置，所述第一位置用于和所述谐波减速器的刚轮同轴固定；

感应组件，所述感应组件和控制模块通讯连接，所述感应组件用于监测预设区域，所述预设区域在所述第二位置的运动轨迹上，当所述第二位置进入预设区域时，所述感应组件发送感应信号给控制模块；

所述谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备还包括控制模块，所述控制模块设置在所述机座上，所述控制模块用于根据预设转速、所述谐波减速器的传动比以及接收到的感应信号生成所述谐波减速器的运动精度损失值。

通过采用上述技术方案，测试时，将谐波减速器的柔轮和安装轴同轴固定，将转动臂和谐波减速器的钢轮固定，并使得转动臂上的第一位置和谐波减速器的刚轮同轴，即第一位置位于谐波减速器的钢轮轴线上，然后驱动件驱动安装轴按预设转速转动，感应组件感应到第二位置进入预设区域时，感应组件发送感应信号控制模块，控制模块根据预设转速、谐波减速器的传动比以及接收到的感应信号生成谐波减速器的运动精度损失值，从而能够便捷地对谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命进行测试。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制模块包括：

间隔时长计算模块，所述间隔时长计算模块用于在接收到感应信号时，计算与接收到前一感应信号时的当前间隔时长；

转速基值计算模块，所述转速基值计算模块用于根据预设转速和传动比计算得到所述刚轮的转速基值；

时长阈值计算模块，所述时长阈值计算模块用于根据所述转速基值计算得到所述刚轮转动一圈的时长阈值；

精度损失计算模块，所述精度损失计算模块用于在所述当前间隔时长超过时长阈值时，根据所述当前间隔时长与时长阈值生成运动精度损失值。

通过采用上述技术方案，柔轮和安装轴的转速同步，则根据预设转速和传动比能够计算得到所述刚轮的转速基值，传动比为柔轮和刚轮的传动比；通过刚轮的转速基值可以计算得到刚轮转动一圈的时长阈值，在所述当前间隔时长超过时长阈值时，即表示当前相邻的两个感应信号间隔时长超过了时长阈值，即刚轮转一圈的时长超过了时长阈值，此时则根据所述当前间隔时长与时长阈值生成运动精度损失值。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制模块包括：

间隔时长计算模块，所述间隔时长计算模块用于接收到感应信号时，计算与接收到前一感应信号时的当前间隔时长；

当前转速计算模块，所述当前转速计算模块用于根据所述当前间隔时长计算得到所述刚轮的当前转速；

转速基值计算模块，所述转速基值计算模块用于根据预设转速和传动比计算得到所述刚轮的转速基值；

精度损失计算模块，所述精度损失计算模块用于在所述当前转速低于所述转速基值时，根据所述当前转速和所述转速基值生成运动精度损失值。

通过采用上述技术方案，与上一控制模块不同的是，本控制模块是根据当前相邻的两个感应信号间隔时长先计算出刚轮的当前转速，再将当前转速和刚轮的转速基值进行比较，在所述当前转速低于所述转速基值时，根据所述当前转速和所述转速基值生成运动精度损失值。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述感应组件包括：

第一装置，所述第一装置和所述感应组件通讯连接，所述第一装置用于监测预设区域，当第二装置进入预设区域时，所述第一装置发送感应信号给所述控制模块；

第二装置， 所述第二装置用于安装在所述转动臂的所述第二位置。

通过采用上述技术方案，第一装置通过感应安装在第二位置的第二装置实现感应信号的发送，使得激光、红外等传感器可以应用。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动件设置为伺服电机，所述伺服电机和所述控制模块通讯连接，所述伺服电机的输出轴和所述安装轴同轴固定。

通过采用上述技术方案，伺服电机能够对转速进行控制，从而调节预设转速。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述机座包括：

第一机座，所述检测组件设置在所述第一机座上；

第二机座，所述控制模块设置在所述第二机座上；

其中，所述第一机座和第二机座分离设置。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制模块还包括：

参数设定模块，所述参数设定模块用于根据输入信息设定预设转速。

本申请的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测方法，包括：

获取谐波减速器的传动比；

获取第一位置的转速，所述第一位置和所述柔轮同轴固定；

获取第二位置的转速，所述第二位置和所述刚轮固定连接，所述第二位置和所述第一位置的转动同轴；

接收来自感应组件的感应信号，所述感应组件用于监测预设区域，所述预设区域在所述第二位置的运动轨迹上，当所述第二位置进入预设区域时，所述感应组件发出感应信号；

根据预设转速、所述谐波减速器的传动比以及接收到的感应信号生成所述谐波减速器的运动精度损失值。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据预设转速、所述谐波减速器的传动比以及接收到的感应信号生成所述谐波减速器的运动精度损失值包括：

在接收到感应信号时，计算与接收到前一感应信号时的当前间隔时长；

根据预设转速和传动比计算得到所述刚轮的转速基值；

根据所述转速基值计算得到所述刚轮转动一圈的时长阈值；

在所述当前间隔时长超过时长阈值时，根据所述当前间隔时长与时长阈值生成运动精度损失值。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据预设转速、所述谐波减速器的传动比以及接收到的感应信号生成所述谐波减速器的运动精度损失值包括：

接收到感应信号时，计算与接收到前一感应信号时的当前间隔时长；

根据所述当前间隔时长计算得到所述刚轮的当前转速；

根据预设转速和传动比计算得到所述刚轮的转速基值；

在所述当前转速低于所述转速基值时，根据所述当前转速和所述转速基值生成运动精度损失值。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、测试时，将谐波减速器的柔轮和安装轴同轴固定，将转动臂和谐波减速器的钢轮固定，并使得转动臂上的第一位置和谐波减速器的刚轮同轴，即第一位置位于谐波减速器的钢轮轴线上，然后驱动件驱动安装轴按预设转速转动，感应组件感应到第二位置进入预设区域时，感应组件发送感应信号控制模块，控制模块根据预设转速、谐波减速器的传动比以及接收到的感应信号生成谐波减速器的运动精度损失值，从而能够对谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命进行测试；

2、柔轮和安装轴的转速同步，则根据预设转速和传动比能够计算得到所述刚轮的转速基值，传动比为柔轮和刚轮的传动比；通过刚轮的转速基值可以计算得到刚轮转动一圈的时长阈值，在所述当前间隔时长超过时长阈值时，即表示当前相邻的两个感应信号间隔时长超过了时长阈值，即刚轮转一圈的时长超过了时长阈值，此时则根据所述当前间隔时长与时长阈值生成运动精度损失值；

3、第一装置通过感应安装在第二位置的第二装置实现感应信号的发送，使得激光、红外等传感器可以应用。

附图说明

图1是本申请一实施例中谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备的结构示意图；

图2是本申请一实施例中谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备的部分结构装配示意图；

图3是本申请一实施例中谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测方法的流程图。

附图标记说明：11、第一机座；12、第二机座；2、安装轴；3、驱动件；4、转动臂；41、第一位置；42、第二位置；5、第一装置；6、第二装置；7、谐波减速器。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请公开了一种谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备，参照图1和图2，包括机座，机座上设有至少一组检测组件，检测组件包括：

安装轴2，安装轴2用于和谐波减速器7的柔轮同轴固定；

驱动件3，驱动件3设置在机座上，驱动件3用于驱动安装轴2按照预设转速转动；

转动臂4，转动臂4包括第一位置41和第二位置42，第一位置41用于和谐波减速器7的刚轮同轴固定；

感应组件，感应组件用于监测预设区域，预设区域在第二位置42的运动轨迹上，当第二位置42进入预设区域时，感应组件发送感应信号给控制模块；

谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测设备还包括控制模块，控制模块设置在机座上，控制模块和感应组件通讯连接，控制模块用于根据预设转速、谐波减速器7的传动比以及接收到的感应信号生成谐波减速器7的运动精度损失值。

其中，检测组件可以是多组，以便于对多个谐波减速器7同时进行检测，检测时，将谐波减速器7的柔轮与安装轴2同轴固定，连接方式可以是键连接、螺栓连接等方式；将谐波减速器7的刚轮和转动臂4进行固定，固定方式可以是螺栓固定，转动臂4和刚轮固定后，转动臂4的第一位置41和谐波减速器7的刚轮同轴，即第一位置41位于刚轮的转动轴线上；在一优选的实施例中，第一位置41位于转动臂4的中部，以使得转动臂4以第一位置41为分界，其长度方向的两端受力较为均衡。第二位置42位于转动臂4的一端，感应组件用于监测预设区域，预设区域在第二位置42的运动轨迹上，当第二位置42进入预设区域时，感应组件发送感应信号给控制模块。

在一优选的实施例中，感应组件包括：

第一装置5，第一装置5和感应组件通讯连接，第一装置5用于监测预设区域，当第二装置6进入预设区域时，第一装置5发送感应信号给控制模块；

第二装置6，第二装置6用于安装在转动臂4的第二位置42，第二装置6和转动臂4的连接可以是通过螺栓连接等方式实现固定。

第一装置5安装在机座上，感应组件可以是采用传感器的方式，即第一装置5作为接收器，第二装置6作为发射器，信号感应的方式可以是红外线、激光等，采用接收器感应到发射器发射的信号时发出感应信号，第一装置5和第二装置6可以互换，即接收器和发射器可以互换；也可以是采用接收器未接收到发射器发射信号时发出感应信号的方式，即将接收器和发射器分设于第二位置42转动轨迹的两侧，当第二位置42经过预设区域，接收器和发射器之间的信号中断，此时接收器发出感应信号。

在一实施例中，控制模块包括：间隔时长计算模块，转速基值计算模块，时长阈值计算模块和精度损失计算模块。

其中，间隔时长计算模块用于在接收到感应信号时，计算与接收到前一感应信号时的当前间隔时长；转速基值计算模块用于根据预设转速和传动比计算得到刚轮的转速基值；时长阈值计算模块用于根据转速基值计算得到刚轮转动一圈的时长阈值；精度损失计算模块用于在当前间隔时长超过时长阈值时，根据当前间隔时长与时长阈值生成运动精度损失值。

柔轮和安装轴2的转速同步，则根据预设转速和传动比能够计算得到刚轮的转速基值，传动比为柔轮和刚轮的传动比；通过刚轮的转速基值可以计算得到刚轮转动一圈的时长阈值，时长阈值可以是转速基值的倒数，也可以是在转速基值的倒数的基础上增加余量作为时长阈值；

在当前间隔时长超过时长阈值时，即表示当前相邻的两个感应信号间隔时长超过了时长阈值，即刚轮转一圈的时长超过了时长阈值，此时则根据当前间隔时长与时长阈值生成运动精度损失值，具体地，运动精度损失值可以是间隔时长与时长阈值的差值，也可以是差值与转速基值之积。

替换地，在另一实施例中，控制模块包括：间隔时长计算模块，当前转速计算模块，转速基值计算模块和精度损失计算模块，其中，间隔时长计算模块用于接收到感应信号时，计算与接收到前一感应信号时的当前间隔时长；当前转速计算模块用于根据当前间隔时长计算得到刚轮的当前转速；转速基值计算模块用于根据预设转速和传动比计算得到刚轮的转速基值；精度损失计算模块用于在当前转速低于转速基值时，根据当前转速和转速基值生成运动精度损失值。

即，根据当前相邻的两个感应信号间隔时长计算出刚轮的当前转速，再将当前转速和刚轮的转速基值进行比较，在当前转速低于转速基值时，根据当前转速和转速基值生成运动精度损失值，具体地，运动精度损失值可以是转速基值与当前转速的差值，也可以是基于通过转速基值与当前转速计算得到的两个不同转速在一预设时长内的转动角度差。该预设时长可以是转速基值转动一圈所用的时长。

在一实施例中，驱动件3设置为伺服电机，伺服电机和控制模块通讯连接，伺服电机的输出轴和安装轴2同轴固定。上述的控制模块还包括：参数设定模块，参数设定模块用于根据输入信息设定预设转速。伺服电机能够对转速进行控制，操作人员可通过控制模块对伺服电机的转速进行调节，从而实现预设转速的设置。

进一步地，上述的机座包括分离设置的第一机座11和第二机座12，检测组件设置在第一机座11上；控制模块设置在第二机座12上；从而实现控制模块和检测组件之间的分离，当检测组件为多个时，第一机座11可以设置为由多个相互独立的第三机座组成，多个第三机座一一对应安装多个检测组件。

本申请还公开一种谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测方法，参照图3，谐波减速器的重复运动精度和疲劳寿命的检测方法包括：

S1、获取谐波减速器7的传动比；

S2、获取第一位置41的转速，第一位置41和柔轮同轴固定；

S3、获取第二位置42的转速，第二位置42和刚轮固定连接，第二位置42和第一位置41的转动同轴；

S4、接收来自感应组件的感应信号，感应组件用于监测预设区域，预设区域在第二位置42的运动轨迹上，当第二位置42进入预设区域时，感应组件发出感应信号；

S5、根据预设转速、谐波减速器7的传动比以及接收到的感应信号生成谐波减速器7的运动精度损失值。

其中，根据预设转速、谐波减速器7的传动比以及接收到的感应信号生成谐波减速器7的运动精度损失值包括：

S51、在接收到感应信号时，计算与接收到前一感应信号时的当前间隔时长；

S52、根据预设转速和传动比计算得到刚轮的转速基值；

S53、根据转速基值计算得到刚轮转动一圈的时长阈值；

S54、在当前间隔时长超过时长阈值时，根据当前间隔时长与时长阈值生成运动精度损失值。

或者：

S51、接收到感应信号时，计算与接收到前一感应信号时的当前间隔时长；

S52、根据当前间隔时长计算得到刚轮的当前转速；

S53、根据预设转速和传动比计算得到刚轮的转速基值；

S54、在当前转速低于转速基值时，根据当前转速和转速基值生成运动精度损失值。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。