减速机试验装置及减速机试验系统的制作方法

本申请涉及检测设备的技术领域，具体而言，涉及一种减速机试验装置及减速机试验系统。

背景技术：

精密减速机作为机器人的核心传动部件，它的工作方式是频繁的加速、减速和往返运行，内部机械部件在减速机运行过程中，需要承受很大的扭转惯量和冲击负荷，对其各个零部件疲劳寿命有很大影响。因此，精密摆线减速机，它的使用疲劳寿命是机器人厂家选择精密减速机的一项重要参数指标。

技术实现要素：

一种减速机试验装置，包括固定板、电机、转动惯量件、温度传感器和振动传感器，所述固定板具有内腔以及相对的两侧面，所述两侧面分别为第一侧面和第二侧面，在所述第一侧面上开设有与所述内腔相通的输入孔，在所述第二侧面上开设有与所述内腔相通的安装孔，所述安装孔用于安装减速机；所述电机具有转轴，所述电机设于所述第一侧面上，且所述转轴穿过所述输入孔，用于与所述减速机传动连接；所述转动惯量件设置于所述第二侧面的一侧，用于与所述减速机传动连接；温度传感器设于所述安装孔内，用于检测所述减速机的温度；振动传感器设于所述转动惯量件上，用于检测所述减速机的振动数据。

于一实施例中，所述减速机试验装置包括角加速度传感器，所述角加速度传感器设于所述转动惯量件上，用于检测所述转动惯量件的角加速度值。

于一实施例中，所述转动惯量件能拆卸地连接有配重块。

于一实施例中，所述转动惯量件包括第一板、第二板和连接件，所述第一板设置于所述第二侧面的一侧，用于与所述减速机传动连接；所述第二板与所述第一板间隔设置；连接件将所述第一板和所述第二板连接在一起；其中，所述角加速度传感器设于所述第二板上。

于一实施例中，所述温度传感器设有多个，且绕所述安装孔的轴线成圆周阵列分布。

于一实施例中，所述安装孔内可拆卸地连接有安装支架，所述安装支架上设有与所述内腔相通的固定孔。

于一实施例中，所述固定孔内穿设有安装座，所述安装座上设有与所述内腔的连接孔。

于一实施例中，所述减速机试验装置包括支撑结构，所述支撑结构设于所述固定板上，用于支撑所述固定板。

于一实施例中，所述支撑结构包括底板和两个支板，所述固定板设于所述底板的上表面上；两个所述支板设于所述底板的上表面上，且与所述第一侧面连接；其中，两个所述支板分别位于所述电机的两侧。

一种减速机试验系统，包括减速机试验装置和主控模块，减速机试验装置为上述的减速机试验装置；主控模块与所述减速机试验装置电性连接。

于一实施例中，所述减速机试验系统包括底座，所述减速机试验装置设有多个，均设于所述底座上。

本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请通过电机驱动待检测减速机的输入轴转动，经过待检测减速机传动，使得待检测减速机的输出轴转动，从而带动转动惯量件转动。故本申请可以通过改变电机的角加速度、转速、循环次数等参数，来模拟实际工况，再通过温度传感器和振动传感器测得减速机的温度和振动数据，根据运行实测数据的变化，从而可以得到待检测减速机在实际工况的疲劳寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一实施例示出减速机试验装置的剖视图；

图2为本申请一实施例示出减速机试验装置的剖视图；

图3为本申请一实施例示出减速机试验系统的结构示意图；

图4为本申请一实施例示出减速机试验系统的俯视图；

图5为本申请一实施例示出减速机试验系统的结构示意图；

图6为本申请一实施例示出减速机试验系统的结构示意图；

图7为本申请一实施例示出主控模块的结构示意图。

图标：500－减速机试验系统；100－主控模块；110－人机交互界面；120－供电单元；121－主电源；122－回馈电源；130－驱动单元；140－处理单元；150－数据采集单元；160－底座；200－减速机试验装置；210－固定板；211－输入孔；212－安装孔；213－开孔；210a－第一侧面；210b－第二侧面；210c－第一上表面；210d－第一下表面；220－支撑结构；221－底板；221a－第二上表面；221b－第二下表面；222－支板；230－安装支架；231－固定孔；232－安装座；233－连接孔；240－电机；241－转轴；250－角加速度传感器；260－温度传感器；270－振动传感器；280－转动惯量件；281－第一板；282－第二板；283－连接件；290－配重块；300－减速机。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1，其为本申请一实施例示出减速机试验装置200的剖视图。减速机试验装置200包括固定板210、电机240、转动惯量件280、温度传感器260和振动传感器270。

固定板210具有内腔，固定板210为长方体结构，具有第一上表面210c、第一下表面210d、第一侧面210a和第二侧面210b，第一侧面210a和第二侧面210b相对设置。第一上表面210c、第一下表面210d相对设置。将第一上表面210c指向第一下表面210d的方向作为向下；将第一侧面210a指向第二侧面210b的方向作为向右。

在第一侧面210a上开设有与内腔相通的输入孔211，在第二侧面210b上开设有与内腔相通的安装孔212，安装孔212用于安装减速机300。

第一上表面210c上开设有与内腔相通的开孔213，用于调整电机240和减速机300的连接关系。

电机240具有转轴241，电机240通过螺栓连接等方式可拆卸地固定在第一侧面210a上，电机240的转轴241穿过输入孔211，与减速机300的输入轴连接；转动惯量件280设置于第二侧面210b的一侧，与减速机300的输出轴连接。

温度传感器260通过卡嵌、螺栓连接等方式设于安装孔212内，用于检测减速机300的温度；振动传感器270通过卡嵌、螺栓连接等方式设于转动惯量件280上，且位于转动惯量件280与减速机300的连接部位，用于检测减速机300的振动数据。

于一操作过程中，通过电机240驱动待检测减速机300的输入轴转动，经过待检测减速机300内部传动，使得待检测减速机300的输出轴转动，从而带动转动惯量件280转动。故本申请可以通过改变电机240的角加速度、转速、循环次数等参数，来模拟实际工况，再通过温度传感器260和振动传感器270测得减速机300的温度和振动数据，根据运行实测数据的变化，从而可以得到待检测减速机300在实际工况的疲劳寿命。

请参照图2，其为本申请一实施例示出减速机试验装置200的剖视图。减速机试验装置200包括支撑结构220，支撑结构220设于固定板210上，用于支撑固定板210。支撑结构220包括底板221和两个支板222，底板221为长方体结构，具有第二上表面221a和第二下表面221b，第二上表面221a和第二下表面221b为相对设置，且第二上表面221a位于第二下表面221b的上方。

固定板210设于底板221的上表面上；两个支板222设于底板221的上表面上，且与第一侧面210a连接；其中，两个支板222分别位于电机240的两侧。

为使待检测的减速机300安装的更为稳固、精密，安装孔212内通过螺栓连接等方式可拆卸地连接有安装支架230，安装支架230上设有与内腔相通的固定孔231。固定孔231内穿设有安装座232，安装座232上设有与内腔的连接孔233。于一实施例中，安装支架230、安装座232可以设有多个不同型号，通过更换安装支架230和安装座232，从而可以检测不同型号的减速机300。

减速机试验装置200包括角加速度传感器250，角加速度传感器250设于转动惯量件280上，用于检测转动惯量件280的角加速度值，从而及时反馈电机240运行是否达到所设定角加速度值。

转动惯量件280上能拆卸地连接有配重块290。转动惯量件280和配重块290一起组成试验用的惯性负载。其中，配重块290设有多个并成组分配，用于试验，增加惯性负载的质量。

转动惯量件280包括依次连接的第一板281、连接件283和第二板282，第一板281设置于第二侧面210b的一侧，用于与减速机300的输出轴固定连接。第二板282与第一板281间隔设置。连接件283为中空的筒状结构，连接件283的两端通过螺栓连接等方式与第一板281和第二板282连接，其中，角加速度传感器250通过粘贴、螺栓连接等方式能拆卸地固定在第二板282上。

于一实施例中，第二板282为惯量盘，可以是飞轮盘，以飞轮盘作为惯性负载，使得检测结果更为准确。

温度传感器260设有多个，且绕安装孔212的轴线成圆周阵列分布，使得温度传感器260可以检测减速机300一周壁上多处位置的温度，用于使检测结果更为准确。于一实施例中，温度传感器260设有4个。

请参照图3、图4、图5，其为本申请一实施例示出减速机试验系统500的结构示意图或者俯视图。减速机试验系统500包括减速机试验装置200和底座160，减速机试验装置200设有多个，均设于底座160上。多个减速机试验装置200均与主控模块100电性连接。则本减速机试验系统500具有多个工位，可以同时检测多个减速机300。

于一实施例中，减速机试验装置200设有2个，且成左右对称设置。

请参照图6，其为本申请一实施例示出减速机试验系统500的结构示意图。减速机试验系统500包括减速机试验装置200和主控模块100，主控模块100与减速机试验装置200电性连接。主控模块100可以设于减速机试验装置200或者底座160上，也可以作为一个独立的控制柜设于减速机试验装置200外。

请参照图7，其为本申请一实施例示出主控模块100的结构示意图。主控模块100包括电性连接的人机交互界面110、供电单元120、驱动单元130、处理单元140和数据采集单元150。

人机交互界面110可以为显示屏、触摸屏、按键、旋钮、开关、音响等计算机输入、输出设备，用于输入指令和读取信息，从而实现人机交互、信息的互通。于一实施例中，人机交互界面110为人机接口(hmi)，包括工艺参数选择、工艺程序编制和调用、手动调试等部分。其中，工艺参数选择用于选择减速机300检测工位、设置工作模式和设置运行时间次数。工艺程序编制和调用用于编辑试验所需的工艺运行曲线或调用配方已有的工艺曲线。手动调试用于设备调试过程中的点动控制以及调整待检测减速机300的安装。

供电单元120包括主电源121和回馈电源122，主电源121可以是蓄电池，也可以是外接电源，回馈电源122为利用电机240产生。于一实施例中，当电机240制动时，主电源121不再供电，电机240的转轴241在惯性的作用下仍然会转动，经过逆变可以产生回馈电源122，用于供电。

数据采集单元150为采集仪，与温度传感器260、振动传感器270和角加速度传感器250电性连接，用于接收温度传感器260、振动传感器270和角加速度传感器250所检测得到的信息，并将其传递给处理单元140，还可以将该检测信息自动存储。

处理单元140包括处理器，处理器用于接收数据采集单元150所收集的信息，该信息包括减速机300的温度、振动数据以及转动惯量件280的角加速度值，对该检测结果进行逻辑控制运算，得到减速机300的试验结果，并发送到人机交互界面110显示出来。于一实施例中，处理单元140包括扩展模块、di/do模块(数字信号输入/输出模块)和外部组成。

驱动单元130可以是控制器，可以按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置，用于根据人机交互界面110输入的指令，进行函数运算和运动控制，即试验设计曲线数学运算处理和函数运动控制，从而控制电机240的转轴241实现不同试验所需的工艺动作。运动控制器用于；轴单元用于接收函数运动轨道，驱动电机240实现试验所需的工艺动作。

于一实施例中，处理单元140和驱动单元130为plc(可编程逻辑控制器)。

于一操作过程中，对减速机300进行疲劳试验，先通过人机交互界面110输入指令，设定电机240运动函数的角度和角速度，再相应地手动调整转动惯量件280上的配重块290从而配套减速机300的负载惯量，接着通过驱动单元130驱动多个工位上电机240在指定的循环角度，循环时间内自动运行；同时各个工位上温度传感器260、振动传感器270和角加速度传感器250自动检测减速机300的温度、振动数据以及转动惯量件280的角加速度值；数据采集单元150采集该检测结果，并将其传递到处理单元140，由处理单元140进行数据处理、监控和记录，通过人机交互界面110将数据输出，进行显示或者播报。

于一操作过程中，对减速机300进行冲击试验，先通过人机交互界面110输入指令、设定电机240运动函数的峰值角度和角速度，配套与精密减速机300的负载惯量，接着通过驱动单元130驱动多个工位上电机240在指定的循环角度，循环次数内自动运行；同时各个工位上温度传感器260、振动传感器270和角加速度传感器250自动检测减速机300的温度、振动数据以及转动惯量件280的角加速度值；数据采集单元150采集该检测结果，并将其传递到处理单元140，由处理单元140进行数据处理、监控和记录，通过人机交互界面110将数据输出，进行显示或者播报。

于一操作过程中，对减速机300进行疲劳+冲击试验，先通过人机交互界面110输入指令，设定运动函数的疲劳角度和角速度，再给定峰值运动函数的角度和角速度，反复下发运动函数，接着通过驱动单元130驱动多个工位上电机240在指定的循环工艺下，实现疲劳和冲击切换运行；同时各个工位上温度传感器260、振动传感器270和角加速度传感器250自动检测减速机300的温度、振动数据以及转动惯量件280的角加速度值；数据采集单元150采集该检测结果，并将其传递到处理单元140，由处理单元140进行数据处理、监控和记录，通过人机交互界面110将数据输出，进行显示或者播报。

故本减速机试验系统500可以通过不同的试验工艺、运动函数和操作流程设置，结合不同的负载惯量，对多台不同类型不同型号的减速机300，实现疲劳、冲击和疲劳+冲击等试验功能。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。