一种高精密减速器检测台用的误差消除机构

技术领域

本发明涉及减速器检测技术领域，具体为一种高精密减速器检测台用的误差消除机构。

背景技术

随着当今科技的飞速发展，减速器作为一种通用的传动部件越来越多的应用于机器人、航空航天等领域，尤其是高精密减速器如RV减速器及谐波减速器作为工业机器人三大核心零部件之一，其传递精度、传动效率、可靠性等在相当程度上直接影响着各种关键装备的功能和寿命。因此对减速器的检测变得尤为重要。针对精密机器人减速器的传递误差、传动效率、扭转刚度、空程、回差等性能参数的检测，国内学者对其做了大量研究，并发明了相应的减速器性能检测试验平台。例如中国专利公开号为CN111307451A公开了一种精密加载的RV减速器性能检测装置及方法、中国发明专利公开号为CN106441881A公开了一种精密减速器综合性能卧式高精度检测仪；中国发明专利公开号为CN108225766A公开了一种精密减速器精度及性能综合试验台架。

目前，精密减速器综合性能试验台多采用模块化设计，各模块的动力传递轴串联布置，当对减速器传递误差、传动效率、扭转刚度、空程、回差等不同性能进行检测时，需用联轴器将所需模块的动力传递轴连接起来。但该设计存在以下缺点：

1、由于采用模块化设计，各模块动力传递轴的对中误差消除是试验台在装配调试过程中的一大难点。对中误差的存在，不仅会造成被测减速器的振动和噪声变大，造成检测结果不准确；同时轴系不对中，测试系统在检测过程中会产生附加力矩，给系统的关键零部件造成额外负担，导致测试系统的提前损坏，影响测试系统的使用寿命。目前，国内部分减速器检测系统制造企业通过引入各种轴与轴对中技术，如激光对中仪等，可以很好的解决传动轴系的对中误差。但是这只针对测试系统中不需要更换零部件的模块，这些模块在调好轴系的对中误差后，一般不会拆除或更换零部件，轴系的对中度可长期保持。当进行不同规格的减速器测试时，需要拆除并更换减速器及其工装，此时则需要重新对中误差调整。而对中误差调整步骤繁琐，且由于激光对中仪价格昂贵，大多减速器检测系统的应用企业不会配备，因此，还是没能从根本上解决传动轴系的对中问题。

2、对于大规格的减速器，其额定负载转矩较大，往往能达到数千牛米，在对该类减速器进行扭转刚度试验及负载试验时，需在减速器输出端施加相应的负载，即减速器输出端的轴系将承受高达数千牛米的转矩，输出轴系在承受如此大转矩时会发生扭转变形，该扭转变形会被一起测量并计入检测结果中。因此在高转矩情况下，检测系统引入了大的系统测量误差，造成了测量结果的不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何消除减速器更换时的对中误差，提高检测精度。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种高精密减速器检测台用的误差消除机构，包括输入轴系、减速器安装系统和输出轴系，所述输入轴系的输出端连接减速器安装系统输入端，所述减速器安装系统的输出端连接输出轴系的输入端。

所述输出轴系包括输出支架、传递芯轴、传递孔轴、转接法兰和角度编码器，所述输出支架上设置有传递芯轴，所述传递芯轴输入端套设传递孔轴，所述传递芯轴和传递孔轴靠近减速器安装系统的侧面通过转接法兰与减速器安装系统输出端连接，所述传递孔轴上设置有角度编码器。

通过传递孔轴的设置，使得待测减速器的扭转变形通过输出法兰和转接法兰传递至传递孔轴上，并通过角度编码器进行测量，由于传递芯轴不受加载转矩作用，因此角度编码器测量值即为待测减速器的真实扭转变形角度，不包含传递芯轴的扭转变形，避免因大转矩作用造成整个传动轴系扭转变形而引入的系统误差，检测精度大大提高。

另外，在更换减速器再安装时，该误差消除机构能够消除输入轴系、减速器安装系统、输出轴系三者之间的对中误差，并且只需要使用千分表即可完成输入轴系、减速器安装系统和输出轴系三者的对中，简单易操作，大大简化了减速器的对中误差调整工作，提高了检测效率，并且调整过程不需使用激光对中仪，降低调试成本，减少了试验台应用厂商的硬件投入成本。

优选地，所述输入轴系包括输入支架和输入轴，所述输入支架上固定所述输入轴，所述输入轴的输出端连接减速器安装系统的输入端。

优选地，所述输入支架上还设置有温度传感器。

优选地，所述减速器安装系统包括安装支架、固定法兰、待测减速器和输出法兰，所述安装支架靠近输入轴系的一侧通过固定法兰连接所述待测减速器，所述输入轴系的输出端连接待测减速器输入端，所述待测减速器的输出端固定所述输出法兰，所述输出法兰连接输出轴系上的转接法兰。

优选地，所述固定法兰与安装支架之间通过机械止口进行定位安装。

优选地，所述固定法兰与待测减速器不通过待测减速器输入端的定位止口进行安装定位。

优选地，所述输出法兰一端与待测减速器通过待测减速器输出端的定位止口进行安装定位，另一端与转接法兰之间通过机械止口进行定位安装。

优选地，所述传递芯轴输入端为呈中空状，输出端为圆柱状，且输入端的直径大于输出端的直径，在传递芯轴不发生严重偏载的情况下通过将输入端的直径设置为大于输出端的直径，提高了传递芯轴受弯矩和扭矩的能力，当待测减速器采用悬臂方式安装在传递芯轴上时，传递芯轴不会发生弯曲变形。

优选地，所述传递芯轴通过交叉滚子轴承固定在输出支架上。

优选地，所述输出支架上还固定有密封罩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过传递孔轴的设置，使得待测减速器的扭转变形通过输出法兰和转接法兰传递至传递孔轴上，并通过角度编码器进行测量，由于传递芯轴不受加载转矩作用，因此角度编码器测量值即为待测减速器的真实扭转变形角度，不包含传递芯轴的扭转变形，避免因大转矩作用造成整个传动轴系扭转变形而引入的系统误差，检测精度大大提高。

另外，在更换减速器再安装时，该误差消除机构能够消除输入轴系、减速器安装系统、输出轴系三者之间的对中误差，并且只需要使用千分表即可完成输入轴系、减速器安装系统和输出轴系三者的对中，简单易操作，大大简化了减速器的对中误差调整工作，提高了检测效率，并且调整过程不需使用激光对中仪，降低调试成本，减少了试验台应用厂商的硬件投入成本。

2、所述固定法兰与待测减速器不通过待测减速器输入端的定位止口进行安装定位防止发生过定位。

3、在传递芯轴不发生严重偏载的情况下通过将输入端的直径设置为大于输出端的直径，提高了传递芯轴受弯矩和扭矩的能力，当待测减速器采用悬臂方式安装在传递芯轴上时，传递芯轴不会发生弯曲变形，提高传递芯轴的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的一种高精密减速器检测台用的误差消除机构的结构示意图；

图2为本发明实施例输出轴系的剖视图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1，本实施例公开了一种高精密减速器检测台用的误差消除机构，包括输入轴系1、减速器安装系统2和输出轴系3，所述输入轴系1的输出端连接减速器安装系统2的输入端，所述减速器安装系统2的输出端连接输出轴系3的输入端。

所述输入轴系1包括输入支架11和输入轴12，所述输入支架11上固定所述输入轴12，所述输入轴12的输出端连接减速器安装系统2的输入端。

所述减速器安装系统2包括安装支架21、固定法兰22、待测减速器23和输出法兰24，所述安装支架21靠近输入轴12的一侧通过固定法兰22将所述待测减速器23固定在安装支架21上，所述输入轴12的输出端贯穿固定法兰22连接待测减速器23输入端，所述待测减速器23的输出端固定所述输出法兰24，所述输出法兰24与输出轴系3的输入端连接。

进一步的，所述固定法兰22与安装支架21之间通过机械止口进行定位安装，所述固定法兰22与待测减速器23不通过待测减速器23输入端的定位止口进行安装定位防止发生过定位。

参阅图2，所述输出轴系3包括输出支架31、交叉滚子轴承32、传递芯轴33、传递孔轴34、转接法兰35、角度编码器36和密封罩37，所述传递芯轴33通过交叉滚子轴承32能够转动的固定在输出支架31上，所述传递芯轴33的输入端上还套设有传递孔轴34，所述传递芯轴33和传递孔轴34靠近减速器安装系统2的侧面通过转接法兰35与减速器安装系统的输出法兰24连接，所述传递孔轴33远离转接法兰35的一端固定有角度编码器36，所述输出支架31上固定有用于密封角度编码器36的密封罩37。

所述输出法兰24一端与待测减速器23通过待测减速器23输出端的定位止口进行安装定位，另一端与转接法兰35之间通过机械止口进行定位安装。

通过传递孔轴34的设置，使得待测减速器23的扭转变形通过输出法兰24和转接法兰35传递至传递孔轴34上，并通过角度编码器36进行测量，由于传递芯轴33不受加载转矩作用，因此角度编码器36测量值即为待测减速器24的真实扭转变形角度，不包含传递芯轴33的扭转变形，避免因大转矩作用造成整个传动轴系扭转变形而引入的系统误差，检测精度大大提高。需要说明的是，输出法兰24和转接法兰35的扭转变形很小，可以忽略不计。

另外，该误差消除机构在待测减速器23更换安装时，先将更换的待测减速器23通过输出法兰24与输出轴系3上的转接法兰35通过机械止口进行定位安装，然后通过千分表测量待测减速器23定位止口的圆周跳动，并调整其跳动量大小，使得待测减速器23与输出轴系3同轴设置，再将已固定所述固定法兰22的安装支架21推动至待测减速器23输入端的定位止口位置，并用螺栓紧固，并且固定法兰22与待测减速器23不通过待测减速器23输入端的定位止口进行安装定位，防止发生过定位，最后将输入轴系1推动至安装完成的减速器安装系统2处，使得输入轴12贯穿固定法兰22与待测减速器23输入端配合，完成待测减速器23的更换，由于输入轴系1与输出轴系3在更换之前已完成对中误差的消除，输入轴系1检测台的导轨(图中未示)上前后移动，不会影响二者的对中度，即二者的对中误差具有长期保持性，从而消除了输入轴系1、减速器安装系统2、输出轴系3三者之间的对中误差，并且只需要使用千分表即可完成输入轴系1、减速器安装系统2和输出轴系3三者的对中，简单易操作，大大简化了减速器的对中误差调整工作，提高了检测效率，并且调整过程不需使用激光对中仪，降低调试成本，减少了试验台应用厂商的硬件投入成本。

进一步的，所述传递芯轴33输入端为呈中空状，输出端为圆柱状，且输入端的直径大于输出端的直径，在传递芯轴33不发生严重偏载的情况下通过将输入端的直径设置为大于输出端的直径，提高了传递芯轴33受弯矩和扭矩的能力，当待测减速器23采用悬臂方式安装在传递芯轴33上时，传递芯轴33不会发生弯曲变形，提高传递芯轴33的使用寿命。

再进一步的，所述输入支架11上还设置有检测输入轴12工作时温度的温度传感器13。

进一步的，所述交叉滚子轴承32为高刚性轴承，单独采用一个轴承即可承受轴向载荷、径向载荷和弯曲载荷，且该轴承轴向尺寸小，可大大缩短轴系的长度，当待测减速器23采用悬臂方式安装到输出轴系上时，该轴承不会发生大的变形，防止影响轴承的使用寿命和系统的测量精度。

本实施例的工作原理是：在待测减速器23更换安装时，先将更换的待测减速器23通过输出法兰24与输出轴系3上的转接法兰35通过机械止口进行定位安装，然后通过千分表测量待测减速器23定位止口的圆周跳动，并调整其跳动量大小，使得待测减速器23与输出轴系3同轴设置，再将已固定所述固定法兰22的安装支架21推动至待测减速器23输入端的定位止口位置，并用螺栓紧固，并且固定法兰22与待测减速器23不通过待测减速器23输入端的定位止口进行安装定位，防止发生过定位，最后将输入轴系1推动至安装完成的减速器安装系统2处，使得输入轴12贯穿固定法兰22与待测减速器23输入端配合，完成待测减速器23的更换，由于输入轴系1与输出轴系3在更换之前已完成对中误差的消除，输入轴系1检测台的导轨(图中未示)上前后移动，不会影响二者的对中度，即二者的对中误差具有长期保持性，从而消除了输入轴系1、减速器安装系统2、输出轴系3三者之间的对中误差，并且只需要使用千分表即可完成输入轴系1、减速器安装系统2和输出轴系3三者的对中，简单易操作，大大简化了减速器的对中误差调整工作，提高了检测效率，并且调整过程不需使用激光对中仪，降低调试成本，减少了试验台应用厂商的硬件投入成本。

并且通过传递孔轴34的设置，在检测过程中待测减速器23的扭转变形通过输出法兰24和转接法兰35传递至传递孔轴34上，并通过角度编码器36进行测量，由于传递芯轴33不受加载转矩作用，因此角度编码器36测量值即为待测减速器24的真实扭转变形角度，不包含传递芯轴33的扭转变形，避免因大转矩作用造成整个传动轴系扭转变形而引入的系统误差，检测精度大大提高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。