本实用新型涉及产品性能测试领域，特别是涉及一种减速机性能测试装置。
背景技术：
目前越来越多的机械设备为实现精确传动而使用减速机。特别是为提高自动化程度，机器人使用日益普遍的今天，减速机更在控制机器人关节精密运动方面发挥巨大作用。而对于机器人关节而言，需要满足传动比大、刚度大、运动精度高、传动效率高、回差小等性能要求，因此必须对安装在机器人关节处的减速机进行以下性能指标的检测：传动精度、额定转矩、减速比以及背隙大小等。
为进行减速机性能检测，现有技术提供了各种的性能测试装置。请参阅图1，申请号为201921810486.x的专利公开了一种机器人减速器测试台架，包括底座1、设置在所述底座1上的减速器支架2、输入电机3、输入轴承座4、输入角度编码器5、输出轴承座6、输出角度编码器7、负载电机8。其中所述输入电机3和所述输入角度编码器5之间通过联轴器连接，所述输出角度编码器7和所述负载电机8之间通过联轴器连接。检测时，待测减速机(图未示)的输入端以及输出端分别与所述输入角度编码器5以及所述输出角度编码器7连接，通过调整所述输入电机3与所述负载电机8的功率，所述输入角度编码器5和所述输出角度编码器7检测待测减速机的输入端与输出端以获取计算减速器性能的相关数据。
随着机器人应用范围越来越广，其负载也越来越大，因此所需的减速机的载荷能力也越来越大，减速机输出的扭矩也越来越大。从上述机器人减速器测试台架结构可以看出，通过电机模拟负载的方式，负载的大小取决于负载电机的强度与功率大小。为检测输出扭矩日益增大的减速机，需要功率更大的电机进行模拟，这将带来成本的提高，且减速机输出较大的扭矩也会在模拟负载时容易对电机造成损坏。
技术实现要素：
基于此，本实用新型的目的在于，提供一种测试较大输出扭矩的减速机性能测试装置。
本实用新型通过如下方案实现：
一种减速机性能测试装置，包括用于带动驱动电机和待测减速机移动的活动单元、用于测试所述待测减速机输出与输入参数的测试单元、负载模拟单元以及连接在所述活动单元、所述负载模拟单元和所述测试单元之间的连接单元；所述负载模拟单元包括变速机和制动器，所述变速机的低速端作为输入端朝向所述活动单元，所述制动器与所述变速机的高速端连接。
与现有技术相比，本实用新型的减速机性能测试装置使用变速机替代电机进行负载模拟，并配合制动器，能承受较大扭矩，从而实现对输出大扭矩的减速机的测试，扩大使用范围。
进一步，所述活动单元包括滑动组件、电机安装架和减速机安装架；所述滑动组件包括可朝向所述负载模拟单元滑动的安装板以及与所述安装板螺纹连接的丝杠；所述电机安装架和所述减速机安装架分别安装在所述安装板的同侧侧面上，且所述减速机安装架位于所述电机安装架与所述负载模拟单元之间；所述丝杠的轴线方向与所述安装板滑动方向平行。通过滑动安装板调节减速机安装架与负载模拟单元之间的距离，从而实现安装不同体积大小的减速机。
进一步，还包括底座，所述活动单元、所述负载模拟单元、所述连接单元以及所述测试单元均设置在所述底座的同侧侧面上；所述滑动组件还包括可活动卡合在所述丝杠上以限制所述丝杠转动的固定环，且所述固定环与所述底座固定。固定环可在测试过程中对丝杠进行锁定，防止因丝杠转动造成安装板的滑动，进而影响测试结果，提高测试的准确率。
进一步，所述滑动组件还包括设置在所述丝杠远离所述安装板的末端的把手；所述固定环设置在所述把手与所述安装板之间。把手便于转动丝杠，方便调节安装板的滑动距离。
进一步，所述变速机为斜齿轮减速机，其低速端朝向所述减速机安装架；所述制动器为磁粉制动器。
进一步，所述连接单元包括用于连接驱动电机和待测减速机的输入轴、固定在所述减速机安装架上的输入法兰、与所述待测减速机的输出端连接的输出法兰、连接在所述输出法兰与所述负载模拟单元之间的输出轴以及支撑所述输出轴的支撑架。可根据待测减速机的类型替换不同的输入轴和输入法兰，适应多种减速机的测试。
进一步，所述减速机安装架内设有角接触轴承以支撑所述输入轴；所述支撑架内设有深沟球轴承以支撑所述输出轴。由于角接触轴承适用于支撑高速转动物体，而深沟球轴承能承受轴向与径向的载荷，结合使用这两种轴承可提高输出轴与输出轴的稳定性。
进一步，所述测试单元包括用于检测驱动电机输出扭矩的第一扭矩传感器以及连接在所述输出轴与所述变速机输入端之间的第二扭矩传感器。
进一步，所述测试单元还包括设置在所述输入轴上并与之同轴转动的第一旋转编码器以及设置在所述输出轴上并与之同轴转动的第二旋转编码器。
进一步，所述测试单元还包括用于检测待测减速机表面温度的磁性温度传感器以及分别与所述第一扭矩传感器、所述第二扭矩传感器、所述第一旋转编码器、所述第二旋转编码器以及磁性温度传感器电连接的数据处理器。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
图1为现有技术中一种机器人减速器测试台架的结构示意图；
图2为本实用新型中减速机性能测试装置的整体结构示意图；
图3为本实用新型中减速机性能测试装置的整体结构正视剖视图；
图4为本实用新型中减速机性能测试装置的整体结构俯视图；
图5为本实用新型沿图4中a-a方向投影的局部放大剖视图；
图6为本实用新型图3中局部放大图b。
具体实施方式
具体地，请参阅图2，本实用新型的减速机性能测试装置包括放置在工作台台面上的底座10、活动安装在所述底座10上的活动单元20、固定在所述底座10上并与所述活动单元20同侧的负载模拟单元30、连接在所述活动单元20和所述负载模拟单元30之间进行传动的连接单元40、设置在待测减速机9输入端与输出端的测试单元50以及驱动电机60。所述驱动电机60与所述待测减速机9均安装在所述活动单元上并随之移动。所述驱动电机60通过所述连接单元40带动所述待测减速机9转动，所述待测减速机9向所述负载模拟单元30输入扭矩，所述负载模拟单元30根据需要进行负载模拟以及制动，所述测试单元50检测所述待测减速机9输入端与输出端的性能参数。在本实施例中，所述驱动电机60为伺服电机。
其中，请结合参阅图3与图4，所述活动单元20包括滑动组件21、随所述活动组件21移动的电机安装架22和减速机安装支架23。所述活动组件21包括安装板211、丝杆212、丝杆安装架213和支撑件214。所述底座10上设有向所述负载模拟单元30方向延伸的导轨(图未示)。所述安装板211上设有设置在所述导轨内滑动的滑块(图未示)，所述丝杆安装架213设置在所述安装板211上并与所述滑块同侧。所述丝杆212一端与所述丝杆安装架213螺纹连接，另一端被固定所述底座10上的支撑件214支撑，使得其轴线方向与所述导轨延伸方向平行。所述电机安装架22与所述减速机安装架23均固定在所述安装板211上并与所述丝杆安装架213异侧。所述驱动电机60安装在所述电机安装架22上，所述减速机安装架23设置在所述电机安装架22与所述负载模拟单元30之间并支撑所述待测减速机9。所述待测减速机9的高速端作为输入端朝向所述电机安装架22，其低速端作为输出端朝向所述负载模拟单元30。转动所述丝杆212，所述丝杆安装架213带动所述安装板211沿所述导轨滑动，所述减速机安装架23靠近或远离所述负载模拟单元30，根据减速机的体积大小调节所述减速机安装架23与所述负载模拟单元30之间的距离。进一步，为方便转动所述丝杆212，所述活动组件21还包括把手215，所述把手215设置在所述丝杆212远离所述安装板211的末端；在本实施例中，所述把手214为圆形手轮。进一步，所述活动组件21还包括活动套设在所述丝杆212上的固定环216，所述固定环216位于所述把手215与所述支撑件214之间并限制所述丝杆212的转动，以防止所述安装板211在测试过程中滑动；在本实施例中，请参阅图5，所述固定环216包括两铰接的半圆环2161、穿过两半圆环2161一端的螺钉2162以及与两半圆环2161一侧连接并与所述底座10固定的固定块2163。所述丝杆212穿过两半圆环2161之间，拧紧所述2162螺钉将所述固定环216卡紧在所述丝杆212上，即可实现限制所述丝杆212的转动。
所述负载模拟单元30包括变速机31以及与所述变速机31连接的制动器32。在本实施例中，所述变速机31为斜齿轮减速机，此外也可以采用增速机。所述制动器32为磁粉制动器。所述变速机31的低速端作为输入端朝向所述减速机安装架23，其高速端作为输出端通过联轴器与所述制动器32连接。根据所述待测减速机9的额定扭矩大小，选择不同扭矩的变速机31。与仅使用所述制动器32相比，由于所述制动器32所产生的扭矩较小，不能测试输出大扭矩的减速机。通过以低速端作为输入端的变速机31与所述制动器32共同模拟负载，在所述变速机31的低速端输入低速但较大的扭矩并在所述变速机31的高速端输出时变成为高速但较小的扭矩，然后较小的扭矩再输入到所述制动器32，所述制动器32通过配套的张力控制器(图未示)调节制动器的电流或电压，从而实现模拟负载大小的调节，实现对大扭矩输出的所述待测减速机9的负载模拟与制动。
请参阅图6，所述连接单元40包括输入轴41、输入法兰42、输出法兰43、输出轴44以及支撑架45。所述输入轴41一端通过联轴器与所述驱动电机60输出端连接，另一端与所述待测减速机9的输入端螺纹连接，根据不同的减速机类型，替换不同类型的输入轴41可实现不同类型的减速机测试。所述输入法兰42固定在所述减速机安装架23上，所述待测减速机9通过螺钉与所述输入法兰42固定以支撑所述待测减速机9。所述输出法兰43连接在所述待测减速机9输出端与所述输出轴44之间，并在所述待测减速机9带动下转动，从而带动所述输出轴44转动。所述输出轴44与所述变速机31的低速端连接。所述支撑架45固定在所述底座10上并位于所述输出法兰43与所述变速机31之间以支撑所述输出轴44。进一步，所述减速机安装架23上设有角接触轴承46以支撑所述输入轴41，所述支撑架45上设有深沟球轴承47以支撑所述输出轴44，从而提高所述输入轴41与所述输出轴44运行时的稳定性。
所述测试单元50包括第一扭矩传感器51、第二扭矩传感器52、第一旋转编码器53、第二旋转编码器54以及分别与之电连接的数据处理器(图未示)。在本实施例中，所述数据处理器为设有中央处理器的计算机。所述第一扭矩传感器51通过联轴器连接在所述驱动电机60输出端与所述输入轴41之间。所述第二扭矩传感器52通过联轴器连接在所述变速机31低速端与所述输出轴44之间。此外所述第一扭矩传感器51和所述第二扭矩传感器52通过航天接头将实时扭矩传输至所述数据处理器。所述第一旋转编码器53通过安装在所述输入轴41上并与之同轴转动的安装板上以实现与所述输入轴41同轴转动。所述第二旋转编码器54通过安装在所述输出轴44同轴转动的安装板上并与之同轴转动的安装板上以实现与所述输出轴44同轴转动。所述第一旋转编码器53和所述第二旋转编码器54分别检测所述输入轴41与所述输出轴44的转动角度并将数据发送至所述数据处理器。所述数据处理器根据所获取的实时扭矩以及转动角度后分析计算所述待测减速机9的传动比大、刚度大、运动精度高、传动效率高、回差小等性能参数。进一步，所述测试单元50还包括设置在所述待测减速机9本体外表面上的磁性温度传感器(图未示)，所述磁性温度传感器与所述数据处理器电连接，并将实时测量的所述待测减速机9本体表面温度变化数据传输至所述数据处理器进行分析。
使用时，根据所述待测减速机9的额定参数选择合适的变速机31与所述输出轴44连接，并设置所述制动器32的扭矩大小。根据所述待测减速机9的体积大小和类型调整选用合适的输入轴41并与所述驱动电机60连接，选用合适的输出法兰43与所述待测减速机9输出端连接。然后转动所述丝杆212以滑动所述安装板211调整所述减速机安装架23与所述支撑架45之间的距离，使得所述待测减速机9安装到所述减速机安装架23上。接着将通过联轴器连接所述驱动电机60与所述输入轴41，所述输入轴41与所述待测减速机9的输入端螺纹连接，所述输出法兰43连接到所述待测减速机9的输出端。最后，启动所述驱动电机60，所述第一扭矩传感器51、所述第二扭矩传感器52、所述第一旋转编码器53、所述第二旋转编码器54以及所述磁性温度传感器将所检测的数据发送至所述数据处理器进行分析。
与现有技术相比，本实用新型的减速机性能测试装置通过变速机与制动器相结合模拟负载，能承受较大的扭矩，扩大测试范围。并能调节安装空间检测包括谐波减速机和rv减速机在内的不同类型、体积的减速机，而且调节简单。此外，在测试过程中能防止待测减速机的移动，有效提高检测的稳定性与准确率，能实现多个参数的测试。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
1.一种减速机性能测试装置，其特征在于：包括用于带动驱动电机和待测减速机移动的活动单元、用于测试所述待测减速机输出与输入参数的测试单元、负载模拟单元以及连接在所述活动单元、所述负载模拟单元和所述测试单元之间的连接单元；所述负载模拟单元包括变速机和制动器，所述变速机的低速端作为输入端朝向所述活动单元，所述制动器与所述变速机的高速端连接。
2.根据权利要求1所述的减速机性能测试装置，其特征在于：所述活动单元包括滑动组件、电机安装架和减速机安装架；所述滑动组件包括可朝向所述负载模拟单元滑动的安装板以及与所述安装板螺纹连接的丝杠；所述电机安装架和所述减速机安装架分别安装在所述安装板的同侧侧面上，且所述减速机安装架位于所述电机安装架与所述负载模拟单元之间；所述丝杠的轴线方向与所述安装板滑动方向平行。
3.根据权利要求2所述的减速机性能测试装置，其特征在于：还包括底座，所述活动单元、所述负载模拟单元、所述连接单元以及所述测试单元均设置在所述底座的同侧侧面上；所述滑动组件还包括可活动卡合在所述丝杠上以限制所述丝杠转动的固定环，且所述固定环与所述底座固定。
4.根据权利要求3所述的减速机性能测试装置，其特征在于：所述滑动组件还包括设置在所述丝杠远离所述安装板的末端的把手；所述固定环设置在所述把手与所述安装板之间。
5.根据权利要求4所述的减速机性能测试装置，其特征在于：所述变速机为斜齿轮减速机，其低速端朝向所述减速机安装架；所述制动器为磁粉制动器。
6.根据权利要求5所述的减速机性能测试装置，其特征在于：所述连接单元包括用于连接驱动电机和待测减速机的输入轴、固定在所述减速机安装架上的输入法兰、与所述待测减速机的输出端连接的输出法兰、连接在所述输出法兰与所述负载模拟单元之间的输出轴以及支撑所述输出轴的支撑架。
7.根据权利要求6所述的减速机性能测试装置，其特征在于：所述减速机安装架内设有角接触轴承以支撑所述输入轴；所述支撑架内设有深沟球轴承以支撑所述输出轴。
8.根据权利要求7所述的减速机性能测试装置，其特征在于：所述测试单元包括用于检测驱动电机输出扭矩的第一扭矩传感器以及连接在所述输出轴与所述变速机输入端之间的第二扭矩传感器。
9.根据权利要求8所述的减速机性能测试装置，其特征在于：所述测试单元还包括设置在所述输入轴上并与之同轴转动的第一旋转编码器以及设置在所述输出轴上并与之同轴转动的第二旋转编码器。
10.根据权利要求9所述的减速机性能测试装置，其特征在于：所述测试单元还包括用于检测待测减速机表面温度的磁性温度传感器以及分别与所述第一扭矩传感器、所述第二扭矩传感器、所述第一旋转编码器、所述第二旋转编码器以及磁性温度传感器电连接的数据处理器。
技术总结