一种RV减速器疲劳寿命试验径向加载装置的制作方法

本发明涉及一种新型rv减速器性能测试加载装置，属于精密测试计量技术、精密仪器及机械传动领域。

背景技术：

rv减速器与摆线行星减速器相比，具有更紧凑的结构设计和优良的使用性能，作为一种小体积、大传动比、高精度的减速器是精密机械工业的巅峰之作，被广泛用于焊接、机器人、医疗和军事等工程领域。随着机器人技术的发展，rv精密减速器在先进的机器人传动中有逐步取代谐波减速器的发展趋势，rv精密减速器已成为现代机器人关键技术之一。长期以来，我国机器人关键核心部件基本依赖进口，严重制约了我国在机器人行业的发展。其中机器人关节用的精密rv减速器占成本比例高达约34％，研发难度非常大，对材料科学、精密加工装备、装配工艺、高精度的检测技术提出极高的要求。国外对rv减速器一直处于技术封锁状态，很难获取相关资料信息。国产机器人的可靠性较外资品牌仍有很大差距，其寿命只有8000小时，而外资品牌可以达到5万-10万小时，主要原因是传动结构件精度上存在缺陷。由于缺乏品牌优势，国内的用户对国产机器人的质量还是持怀疑态度。因此，开展rv减速器疲劳寿命研究是保证其可靠性的重要技术手段，同时也是我国研发rv减速器的必然选择。然而我国rv减速器疲劳寿命研究目前还处于刚起步阶段，具有现实紧迫性。

rv减速器疲劳寿命试验台设计时通常采用两种方式加载，一种是通过磁粉制动器或者负载电机加载，此种加载方式只能模拟rv减速器受到的扭矩负载。但在rv减速器实际使用过程中不可避免地会承受弯矩负载，例如机器人手臂在空间运动时，由于瞬态的惯性负载作用，rv减速器输出轴上会受到很大的弯矩负载，当弯矩负载超过rv减速器内置的薄壁轴承承载范围时则会严重破坏轴承的精度，从而导致rv减速器报废。另一种方式是利用偏心的惯性质量作为加载装置，此种加载方式的缺点是只能静态地调整惯性质量大小模拟固定的载荷，不能实现实时动态变化的载荷。因此，在rv减速器疲劳寿命试验时考虑瞬时弯矩负载的作用是保证其在使用过程中可靠性的重要措施。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、安装方便，能实现对rv减速器输出轴任意旋转位置精确施加可控的弯矩载荷的径向加载装置，从而模拟rv减速器实际工况进行疲劳寿命试验。本发明为研究rv减速器疲劳寿命提供一种有效的技术手段，提高了rv减速器运行过程中的可靠性。

本发明采用的技术方案为一种rv减速器疲劳寿命测试加载机构，该机构包括下挡销(1)、压力传感器(2)、锁紧螺钉(3)、下连接板(4)、底座(5)、下连接销(6)、电动缸(7)、上挡销(8)、上连接销(9)、芯轴(10)、卡簧(11)、滚子轴承(12)、上连接板(13)、接盘轴(14)、rv减速器支架(15)、rv减速器(16)、工控机(17)和数据采集板卡(18)。

rv减速器(16)安装于rv减速器支架(15)中，接盘轴(14)与rv减速器(16)的输出轴相连，从而输出扭矩和转动。电动缸(7)通过滚子轴承(12)将径向负载施加于接盘轴(14)上。滚子轴承(12)通过芯轴(10)安装于上连接板(13)上，芯轴(10)两侧的卡簧(11)防止滚子轴承(12)轴向窜动。上连接板(13)由上连接销(9)与电动缸(7)相连接，两侧的上挡销(8)为了防止上连接销(9)的轴向窜动。电动缸(7)通过下连接销(6)安装于下连接板(4)上，两侧的下挡销(1)防止下连接销(6)的轴向窜动。下连接板(4)与底座(5)之间是间隙配合，当电动缸(7)工作时下连接板(4)与底座(5)能够上下滑动，同时下连接板(4)的下底面会压紧或放松安装于底座(5)孔中的压力传感器(2)。通过锁紧螺钉(3)将底座(5)安装于rv减速器疲劳寿命工作台上。压力传感器(2)实时检测加载力的大小，并通过数据采集板卡(18)将采集的数据送回工控机(17)，工控机(17)将采集到的信号与控制信号进行对比实时修正电动缸(7)的载荷大小。

与现有技术相比较，本发明可以取得如下有益效果：

1)本发明提供了一种实现rv减速器疲劳寿命测试时弯矩加载的技术方案，配合扭矩负载，从而更真实地模拟rv减速器的实际工况。

2)本发明根据rv减速器的实际工况，通过闭环控制，可实现对rv减速器输出轴任意角度位置施加精确的径向载荷。

3)本发明操作简单、安装方便，根据不同型号的rv减速器可自由调节径向加载装置的安装位置和行程范围。

4)本发明通用性强，可以用于其他类型疲劳寿命测试加载装置的设计，应用范围广泛。

附图说明

图1为径向加载装置结构装配图。

图2为径向加载装置上部结构图。

图3为径向加载装置下部结构图。

图4为上连接板结构图。

图5为下连接板结构图。

图中：1、下挡销，2、压力传感器，3、锁紧螺钉，4、下连接板，5、底座，6、下连接销，7、电动缸，8、上挡销，9、上连接销，10、芯轴，11、卡簧，12、滚子轴承，13、上连接板，14、接盘轴，15、rv减速器支架，16、rv减速器，17、工控机，18、数据采集板卡。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-5所示，一种rv减速器疲劳寿命试验径向加载装置结构，该结构包括下挡销(1)、压力传感器(2)、锁紧螺钉(3)、下连接板(4)、底座(5)、下连接销(6)、电动缸(7)、上挡销(8)、上连接销(9)、芯轴(10)、卡簧(11)、滚子轴承(12)、上连接板(13)、接盘轴(14)、rv减速器支架(15)、rv减速器(16)、工控机(17)和数据采集板卡(18)。

rv减速器(16)安装于rv减速器支架(15)中，接盘轴(14)与rv减速器(16)的输出轴相连，从而输出扭矩和转动。同时电动缸(7)通过滚子轴承(12)将径向负载施加于接盘轴(14)上。滚子轴承(12)通过芯轴(10)安装于上连接板(13)上，芯轴(10)两侧的卡簧(11)防止滚子轴承(12)轴向窜动。上连接板(13)由上连接销(9)与电动缸(7)相连接，两侧的上挡销(8)为了防止上连接销(9)的轴向窜动。电动缸(7)通过下连接销(6)安装于下连接板(4)上，两侧的下挡销(1)防止下连接销(6)的轴向窜动。下连接板(4)与底座(5)之间是间隙配合，当电动缸(7)工作时下连接板(4)与底座(5)可以上下滑动，同时下连接板(4)的下底面会压紧或放松安装于底座(5)孔中的压力传感器(2)。通过锁紧螺钉(3)将底座(5)安装于rv减速器疲劳寿命工作台上。压力传感器(2)实时检测加载力的大小，并通过数据采集板卡(18)将采集的数据送回工控机(17)，工控机(17)将采集到的信号与控制信号进行对比实时修正电动缸(7)的载荷大小。

当更换不同rv减速器(16)时，只需松开锁紧螺钉(3)，将底座(5)调节到适当的位置，并选择合适的电动缸(7)行程，使得两侧并排的滚子轴承(12)贴紧接盘轴(14)外圆柱表面。滚子轴承(12)可以随着输出轴一起旋转，采用四只对称安装的滚子轴承(12)保证施加载荷的均匀性，上连接板(13)绕着上连接销(9)轴线自适应转动。