一种电机、减速器一体化测试装置的制作方法

本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其涉及一种电机、减速器一体化测试装置。

背景技术：

随着“工业4.0”、“中国智造”等新要求的提出，我国工业领域对生产加工的精度和可靠性提出了更高的要求。自动化程度体现一个国家生产加工制造的效率和水平，而电机、减速器等部组件是实现自动化的基础，其性能决定着整个机电系统的精度和稳定性。

当前已有部分高校及研究机构研制了电机和减速器的测试平台，一般来说现有常见的电机测试平台，主要布置有测功机、传感器和电机，底部通过底座支撑，主要可测试电机的功率、转矩和转速等其中的一项或多项指标。

当前现有的减速器测试平台，基本结构与电机测试平台类似，一般由待测减速器，传感器以及电机这三个主要部分构成。可测试减速器的精度、刚度、转速、效率等指标中的一项或多项。

然而，无论是电机测试平台还是减速器测试平台都只能针对某个型号的电机或减速器进行少数几个指标的测试，一旦测试的产品型号发生变化或者需要增加测试项目，就需要重新设计或更改现有的测试平台，通用性较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电机、减速器一体化测试装置，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明还提供了一种电机、减速器一体化测试装置，包括电机1、输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、减速器4、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6、可控负载7这七个模块组件，还包括多个模块支撑板8以及多个联轴器9，底座10和平台11(即为铸铁平台)；

每个所述模块组件都一一对应连接在一个所述模块支撑板8上，且所述模块支撑板的底部与底座10连接；所述底座10固定连接在所述平台11上；所述减速器4与其对应的模块支撑板8可拆卸连接；

所述电机1、所述输入扭矩传感器2、所述输入位置传感器3、所述减速器4、所述输出位置传感器5、所述输出扭矩传感器6以及所述可控负载7自所述平台11的一端至另一端顺序排列分布；且所述电机1、所述输入扭矩传感器2、所述输入位置传感器3、所述减速器4、所述输出位置传感器5、所述输出扭矩传感器6以及所述可控负载7中任意相邻两个模块组件之间通过所述联轴器连接传动；

所述可控负载7为阻力扭矩值可控制的负载。

优选的，作为一种可实施方案；所述联轴器9为柔性联轴器。

优选的，作为一种可实施方案；所述平台11为铸铁平台。

优选的，作为一种可实施方案；所述电机、减速器一体化测试装置还包括控制系统；所述控制系统用于对可控负载7的阻力扭矩值进行控制，并同时接收输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6发送的检测数据。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种电机、减速器一体化测试装置，分析上述电机、减速器一体化测试装置的主要结构可知：上述电机、减速器一体化测试装置，其主要由电机1、输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、减速器4、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6、可控负载7这七个模块组件，以及多个模块支撑板8以及多个联轴器9，底座10和平台11(即为铸铁平台)等结构构成；每个所述模块组件都一一对应连接在一个所述模块支撑板8上，且所述模块支撑板的底部与底座10连接；所述底座10固定连接在所述平台11上；

所述电机1、所述输入扭矩传感器2、所述输入位置传感器3、所述减速器4、所述输出位置传感器5、所述输出扭矩传感器6以及所述可控负载7自所述平台11的一端至另一端顺序排列分布；且所述电机1、所述输入扭矩传感器2、所述输入位置传感器3、所述减速器4、所述输出位置传感器5、所述输出扭矩传感器6以及所述可控负载7中任意相邻两个模块组件之间通过所述联轴器连接传动；所述可控负载7为阻力扭矩值可控制的负载。所述减速器4与其对应的模块支撑板8可拆卸连接；

很显然，由于减速器4与其对应的模块支撑板8可拆卸连接；因此本发明提供的电机、减速器一体化测试装置，可以将原有的减速器4进行拆卸下来，并更换为联轴器进行代替；

在将减速器4用联轴器代替之前，可用于对减速器进行检测；在该检测过程中，例如：减速器的传动精度的检测：将可控负载的阻力扭矩值设置为减速器的额定负载，通过两个位置传感器(即输入位置传感器以及输出位置传感器)，记录减速器在不同输入角度位置下对应的输出角度位置，可计算得到减速器的减速比及传动精度；再例如减速器的启动转矩的检测：将可控负载的阻力扭矩值设置为零，通过输入位置传感器监测减速器的运动信息，在减速器启动的瞬间，记录输入扭矩传感器的数值，可得减速器的启动转矩；对于实施减速器的其他指标检测，详见后续说明书内容，对此不再一一赘述。

在将减速器4用联轴器代替后，可用于对电机进行检测；举例说明：电机的功率：将测试平台中的减速器替换为联轴器，将可控负载的阻力扭矩值设置为电机的额定转矩，此时测量电机的输入电压、电流即可得到电机的额定功率；同理，将负载值设置为零，可得电机的空载功率；将负载值设置为远大于电机的额定负载，可得电机的堵转功率；电机的转速：通过测量已知并对电机施加额定电压、额定电流、额定转矩的情况下，通过输入输出位置传感器可以测得电机的额定转速；当然，通过在一段时间内测量并记录上述电机的参数指标，可得到相应指标或者指标与指标间关系的曲线，即电机的特性曲线。

因此说，本发明提供的一种电机、减速器一体化测试装置，其是一种一体式的整体测试装置，包括对电机待测指标以及减速器待测指标的双重检测功能，其实用性更强，系统架构更加新颖。综上所述，本发明提供一种电机、减速器一体化测试装置，其是一种通用性强，能够测试多种型号电机、减速器各项指标参数的测试平台。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电机、减速器一体化测试装置主视结构示意图。

标号：电机1；输入扭矩传感器2；输入位置传感器3；减速器4；输出位置传感器5；输出扭矩传感器6；可控负载7；模块支撑板8；联轴器9；底座10；平台11。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系的词语，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一

参见图1，本发明实施例提供了一种电机、减速器一体化测试装置，包括电机1(即为待测电机、电机驱动器以及电机控制器)、输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、减速器4、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6、可控负载7这七个模块组件，还包括多个模块支撑板8以及多个联轴器9，底座10和平台11(即为铸铁平台)；

每个所述模块组件都一一对应连接在一个所述模块支撑板8上，且所述模块支撑板的底部与底座10连接；所述底座10固定连接在所述平台11上；所述减速器4与其对应的模块支撑板8可拆卸连接；

所述电机1、所述输入扭矩传感器2、所述输入位置传感器3、所述减速器4、所述输出位置传感器5、所述输出扭矩传感器6以及所述可控负载7自所述平台11的一端至另一端顺序排列分布；且所述电机1、所述输入扭矩传感器2、所述输入位置传感器3、所述减速器4、所述输出位置传感器5、所述输出扭矩传感器6以及所述可控负载7中任意相邻两个模块组件之间通过所述联轴器连接传动；

所述可控负载7为阻力扭矩值可控制的负载。

需要说明的是；本发明提供的电机、减速器一体化测试装置，其主要由电机、两个位置传感器、两个扭矩传感器、减速器(也可以更换为联轴器)、可控负载、多个联轴器、各相应的支撑板、底座及铸铁平台组成。电机、减速器、各传感器及负载等部组件固定在相应的支撑板上，用柔性联轴器分别连接其输入输出轴；每个部组件与其支撑板构成一个模块，各个模块连接以后固定在底座上，底座再固定在铸铁平台上。

同时，在本发明实施例中，上述电机、减速器一体化测试装置最为重要的是可控负载7的设计，其通过可控负载7的阻力扭矩值变化调整，从而适应电机或是减速器针对不同检测项目的检测实施。同时各个模块组件也与模块支撑板之间任意拆卸连接，这样为后续调整检测方式提供了技术基础。即上述减速器4可以更换为联轴器。

需要说明的是；每个所述模块组件都一一对应连接在一个所述模块支撑板8上；很显然，该模块支撑板8为七个，各自对应支撑所述电机1、输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、减速器4、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6、可控负载7；

分析上述电机、减速器一体化测试装置的主要结构可知：上述电机、减速器一体化测试装置，其主要由电机1、输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、减速器4、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6、可控负载7这七个模块组件，以及多个模块支撑板8以及多个联轴器9，底座10和平台11(即为铸铁平台)等结构构成；

由于减速器4与其对应的模块支撑板8可拆卸连接；因此本发明提供的电机、减速器一体化测试装置，可以将原有的减速器4进行拆卸下来，并更换为联轴器进行代替；

在将减速器4用联轴器代替之前，可用于对减速器进行检测(即由电机1、输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、减速器4、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6、可控负载7构成测试装置主体)；在该检测过程中，例如：减速器的传动精度的检测：将可控负载的阻力扭矩值设置为减速器的额定负载，通过两个位置传感器(即输入位置传感器以及输出位置传感器)，记录减速器在不同输入角度位置下对应的输出角度位置，可计算得到减速器的减速比及传动精度；再例如减速器的启动转矩的检测：将可控负载的阻力扭矩值设置为零，通过输入位置传感器监测减速器的运动信息，在减速器启动的瞬间，记录输入扭矩传感器的数值，可得减速器的启动转矩；对于实施减速器的其他指标检测，详见后续说明书内容，对此不再一一赘述。

在将减速器4用联轴器代替后，可用于对电机进行检测(即由电机1、输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6、可控负载7构成测试装置主体)；举例说明：电机的功率：将测试平台中的减速器替换为联轴器，将可控负载的阻力扭矩值设置为电机的额定转矩，此时测量电机的输入电压、电流即可得到电机的额定功率；同理，将负载值设置为零，可得电机的空载功率；将负载值设置为远大于电机的额定负载，可得电机的堵转功率；电机的转速：通过测量已知并对电机施加额定电压、额定电流、额定转矩的情况下，通过输入输出位置传感器可以测得电机的额定转速；当然，通过在一段时间内测量并记录上述电机的参数指标，可得到相应指标或者指标与指标间关系的曲线，即电机的特性曲线。

因此说，本发明提供的一种电机、减速器一体化测试装置，其是一种一体式的整体测试装置，包括对电机待测指标以及减速器待测指标的双重检测功能，其实用性更强，系统架构更加新颖。综上所述，本发明提供一种电机、减速器一体化测试装置，其是一种通用性强，能够测试多种型号电机、减速器各项指标参数的测试平台。

下面对本发明实施例提供的电机、减速器一体化测试装置的具体构造以及具体技术效果做一下详细的说明：

优选的，作为一种可实施方案；所述联轴器9为柔性联轴器。

需要说明的是；减速器4、各传感器(即输入扭矩传感器2、输入位置编码器3、减速器4、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6及可控负载等)固定在相应的支撑板上，用柔性联轴器分别连接其输入以及输出轴；每个模块组件与其支撑板构成一个模块，各个模块连接以后固定在底座上，底座再固定在平台上就形成了电机、减速器一体化测试装置的主要结构设计。

优选的，作为一种可实施方案；所述平台11为铸铁平台。

需要说明的是；在本发明提供的具体技术方案中，上述平台优选使用铸铁平台；上述铸铁平台为有着较大质量的铸铁平台，其为整个测试平台提供了一个稳定的、受环境扰动较小的支撑。

优选的，作为一种可实施方案；所述电机、减速器一体化测试装置还包括控制系统；所述控制系统用于对可控负载7的阻力扭矩值进行控制，并同时接收输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6发送的检测数据。

需要说明的是，在本发明提供的具体技术方案中，该电机、减速器一体化测试装置的控制系统，其是兼具负载输出控制以及接收检测信号，处理计算检测数据得到相应的检测报告(即数据曲线)等的综合处理系统，其主要包括上位机以及下位机等。

优选的，作为一种可实施方案；所述控制系统包括下位机以及上位机、放大器；

所述下位机包括plc，所述plc包括plc模拟量模块、plc的cpu；

所述可控负载包括张力控制器；对于可控负载是如何实现阻力扭矩值的大小调整；需要说明的是，上述可控负载主要是由转动机构以及设置在转动机构上的张力调节机构以及张力控制器构成；当张力控制器接收到目标张力控制指令后，就会实施张力的增加(或是减小)，从而增加(或是减小)转动机构转动的阻力，进而实现上述阻力扭矩值的增加(或是减小)。

所述输入扭矩传感器以及输出扭矩传感器(即扭矩传感器)用于发送模拟量信号给张力控制器；所述张力控制器通过控制激励电流的大小，从而控制可控负载的阻力扭矩值(即负载力矩)的大小；

所述plc模拟量模块用于接收上位机控制指令，进而解析得到目标阻力扭矩值信息，并发送模拟量信号给张力控制器；所述张力控制器接收目标阻力扭矩值信息的控制信号，通过控制激励电流的大小，从而控制可控负载的目标阻力扭矩值(即负载力矩)的大小。

需要说明的是，测量系统中扭矩传感器发送模拟量信号，可控负载通过张力控制器控制激励电流的大小，从而控制可控负载的负载力矩(即阻力扭矩值)的大小。然而张力控制器又可以外接plc通过模拟量进行控制。

需要说明的是，两个扭矩传感器的模拟量信号经过放大器放大之后，通过plc模拟量模块的模拟量ai输入到下位机中，而plc模拟量模块通过模拟量ao将模拟量信号发送给张力控制器，调节张力控制器的输出激励电流大小，从而实现对作为可控负载7(即阻力扭矩值)的力矩调节。

优选的，作为一种可实施方案；所述plc的cpu还用于接收输入位置传感器输出的a/b两相正交高速脉冲信号和输出位置传感器输出的a/b两相正交高速脉冲信号，并解析得到输入位置传感器以及输出位置传感器的位置检测数据；

所述放大器用于接收来自输入扭矩传感器输出的模拟量信号和输出扭矩传感器输出的模拟量信号，并将放大信号转发至plc模拟量模块；所述plc模拟量模块还用于解析得到输入扭矩传感器的检测数据以及输出扭矩传感器的扭矩检测数据。

需要说明的是，上述plc的cpu可以接收输入位置传感器或称位置编码器)以及输出位置传感器(或称位置编码器)的信号，然后解析获得有关位置的检测数据(即输入位置传感器的检测数据以及输出位置传感器的位置检测数据)，为后续生成曲线数据形成技术基础；同时，上述两个扭矩传感器的模拟量信号经过放大器放大之后，通过plc模拟量模块来解析相关的扭矩检测数据，上述扭矩检测数据是生成后续有关扭矩信息的曲线数据的基础。

本发明实施例提供的电机、减速器一体化测试装置具有如下方面的技术优势：

一、本发明提供的一种电机、减速器一体化测试装置，其系统架构设计新颖且合理；该电机、减速器一体化测试装置主要由电机、输入扭矩传感器、输入位置传感器、减速器、输出位置传感器、输出扭矩传感器、可控负载这七个模块组件，还包括多个模块支撑板以及多个联轴器，底座和平台等结构构成；很显然，上述电机、输入扭矩传感器、输入位置传感器、减速器、输出位置传感器、输出扭矩传感器、可控负载、模块支撑板以及联轴器，底座和平台等具体结构之间的连接关系，位置关系以及结构布局都具有特定的设计，因此说本发明提供的电机、减速器一体化测试装置具有结构设计合理，功能完善以及实用性强等技术优势。

二、本发明提供的一种电机、减速器一体化测试装置，其是一种通用性强，能够测试多种型号电机、减速器各项指标参数的测试平台。其中电机的测试参数包括：功率、扭矩、转速、效率等，减速器的测试参数包括：传动精度、回差、启动转矩、背隙、扭转刚度、传动效率等。

基于以上诸多显著的技术优势，本发明提供的电机、减速器一体化测试装置必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。