基于光栅编码器的机器人关节减速器倾覆刚度测试系统的制作方法

本发明涉及机器人领域，尤其涉及基于光栅编码器的机器人关节减速器倾覆刚度测试系统。

背景技术：
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光栅编码器由一个中心有轴的光电码盘构成，光电码盘又是由外码道和内码道构成。其中外码道和内码道都具有明暗相间的光栅线等角度分布，外码道各有1024个明光栅线及暗光栅线，主要用于开关磁阻电机的速度检测；内码道为等角度分布的8个明光栅码道和8个暗光栅码道，用内码道来检测开关磁阻电机转子相对于定子的位置信号的高低电平。通过发光元件的照射穿透光电码盘的光栅线，光敏元件输出形成方波脉冲以检测位置信号的高低电平和速度信号。

随着科学技术的发展，在机械、航空、汽车工业等领域采用机器人代替人力已是走向高水平工业化的发展方向，机器人技术受到各国政府的高度重视，用于机器人关节传动的主要装置也受到众多研究者的关注，机器人关节减速器是多自由度机器人的基础部件，同样也是很多工业机器人，如点焊机器人，码垛机器人及搬运机器人的核心功能部件，其综合性能的好坏直接影响机器人的工作性能。随着世界工业的发展，对于机器人这类自动化产品的需求越来越大，尤其是汽车生产线，所以就需要开发设计和制造出更多高性能的机器人关节减速 器，以满足机器人设备的需要，这就需要我们研究机器人关节减速器的效率、寿命、传动精度、启动力矩、刚度与回差、过渡过程、温升等动力学及摩擦学综合特性，这些特性就决定了机器人关节的工作能力。而如何获取机器人关节减速器的倾覆刚度，对机器人关节的性能进行测试评估，获知影响机器人关节减速器的重要参数，一直都缺少一套完整的模拟机器人运动的关节减速器倾覆刚度测试系统。

技术实现要素：
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为了解决上述问题，本发明提供了一种结构原理简单，可以实现对机器人关节精密减速器进行任意方向抗倾覆性能测试，还具有检测精度高、工作可靠、结构简单、安装方便等特点，应用于高精度传动装置测量技术领域的技术方案：

基于光栅编码器的机器人关节减速器倾覆刚度测试系统，主要包括底座、减速器、编码器支架、加载力臂、角度编码器，底座上安装减速器，减速器包括减速器输出端和和减速器壳体，减速器上端固定连接编码器支架，编码器支架上端连接加载力臂，加载力臂一端设有重锤，编码器支架侧端连接角度编码器。

作为优选，角度编码器包括编码器旋转体和编码器测头，编码器旋转体设置在编码器支架一端，编码器旋转体下端设置编码器测头，角度编码器下方设置测头连接件，编码器测头通过测头连接件固定在减速器壳体上，测头连接件连接编码器数字显示终端。

作为优选，加载力臂包括负载杆和负载盘，负载盘通过螺栓安装在负载杆的螺栓孔内，负载杆设置在负载盘两侧且为对称杆。

作为优选，其使用方法包括以下步骤：

A、以减速器壳体为基准，利用角度编码器测得减速器输出端的倾覆角度；

B、通过重锤加载恒定负载，随着加载力臂的扭转，减速器输出端随即倾覆一个角度，编码器测头采集倾覆的角度值；

C、角度编码器测得的数据直接由编码器数字显示终端读出，可以对精密减速器输出端任意方向上进行抗倾覆性能检测。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明结构原理简单，可以实现对机器人关节精密减速器进行任意方向抗倾覆性能测试，还具有检测精度高、工作可靠、结构简单、安装方便等特点，应用于高精度传动装置测量技术领域。

(2)本发明加载力臂采用对称杆结构，避免了力臂自重引起的扭转误差，确保精度，同时采用重锤加载原理，能够产生更加恒定的扭矩，测量更为精准。

附图说明：

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的侧视图。

具体实施方式：

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1、图2所示，基于光栅编码器的机器人关节减速器倾覆刚度测试系统，主要包括底座1、减速器2、编码器支架3、加载力臂4、 角度编码器5，所述底座1上安装所述减速器2，所述减速器2包括减速器输出端21和和减速器壳体22，所述减速器2上端固定连接所述编码器支架3，所述编码器支架3上端连接所述加载力臂4，所述加载力臂4一端设有重锤7，所述编码器支架3侧端连接角度编码器5。角度编码器5包括编码器旋转体51和编码器测头52，所述编码器旋转体51设置在所述编码器支架3一端，所述编码器旋转体51下端设置所述编码器测头52，所述角度编码器5下方设置测头连接件6，所述编码器测头52通过测头连接件6固定在减速器壳体22上，所述测头连接件6连接编码器数字显示终端8，以减速器壳体22为基准，利用角度编码器5测得减速器输出端的倾覆角度，数据更为精准。

本实施例中，所述加载力臂4包括负载杆和负载盘，所述负载盘通过螺栓安装在负载杆的螺栓孔内，所述负载杆设置在所述负载盘两侧且为对称杆。本发明加载力臂采用对称杆结构，避免了力臂自重引起的扭转误差，确保精度，同时采用重锤加载原理，能够产生更加恒定的扭矩，测量更为精准。

本发明的使用方法包括以下步骤：

A、以减速器壳体22为基准，利用角度编码器5测得减速器输出端21的倾覆角度；

B、通过重锤8加载恒定负载，随着加载力臂4的扭转，减速器输出端21随即倾覆一个角度，编码器测头52采集倾覆的角度值；

C、角度编码器5测得的数据直接由编码器数字显示终端8读出，避免了一些列的换算，确保精度，可以对精密减速器输出端任意方向 上进行抗倾覆性能检测。

本发明结构原理简单，可以实现对机器人关节精密减速器进行任意方向抗倾覆性能测试，还具有检测精度高、工作可靠、结构简单、安装方便等特点，应用于高精度传动装置测量技术领域。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。