机器人减速器疲劳寿命摆动测试方法与装置研究

发布时间：2020-03-18 04:19

【摘要】：精密减速器作为机器人的核心零部件,其寿命和可靠性直接影响整台机器人的使用寿命。目前,国内外对机器人减速器理论及综合性能测试研究较多,对疲劳寿命测试研究较少。本文研究了机器人减速器疲劳寿命测试方法,并在此基础上研发了机器人减速器疲劳寿命测试装置,为机器人减速器疲劳寿命测试的科学进行打下了基础。本文首先阐述研究机器人减速器疲劳寿命测试方法的背景与意义,分析机器人减速器及减速器测试装置的国内外研究进展,主要研究内容如下:(1)机器人减速器分析。首先进行RV减速器与谐波减速器结构与传动原理分析,以此为基础分析关键件受力情况,并进一步分析机器人减速器常见失效形式及原因,明确机器人减速器失效机理。(2)针对机器人减速器失效机理研究疲劳寿命测试方法。对机器人减速器加速疲劳寿命试验的可行性进行研究,确定加速疲劳寿命试验的方式及约束,通过适当提高加载扭矩,采用高于额定扭矩的加载方式实现加速疲劳寿命测试,对加载扭矩值进行研究,分析加载方式,基于疲劳等效理论,研究摆动工况下减速器疲劳寿命加速等效方法。(3)对影响测试时间的因素进行分析与优化。扭矩的大小对测试时间有重要影响。加载扭矩影响因素主要有惯量负载构件角加速度、转动惯量、摆动角度、摆动位置。分析各影响因素之间的相互关系,采用Matlab对各参数进行优化,得出针对不同减速器参数,试验时间最短的最优值。(4)测试装置机械结构设计。基于测试装置的功能需求与工作原理,进行测试装置机械结构设计。测试装置机械结构主要包括支撑台体、驱动电机、被试减速器支撑部分、调整机构、惯量负载构件、配重、安全防护等,采用被试减速器适配盘的结构适配不同型号减速器,惯量负载构件用于模拟机器人机械臂,其上可以施加不同配重,以适应不同减速器的加载需求。对测试装置关键件进行有限元分析,提高测试装置的可靠性。(5)试验验证。为验证理论分析的可行性,在调试好的测试装置上进行试验验证,以验证测试方法与测试装置的合理性。
【图文】：

1-2 2013-2018 年中国工业机器人产业规模及预测最大机器人市场[7]，但机器人关键技术久攻不克，些技术问题，在国际竞争中仍处于劣势[8]。因此，破关键技术已成为亟待解决的重要课题，以满足我的缺口需求。1926.83039.351.262.32013 2014 2015 2016 2017 2018E销售额（亿美元） 增长速度（%）

图 1-4 RV 减速器 减速器的研究工作主要体现在回转精度等各方主要研究了减速器摆线轮，从摆线轮误差的形成原研究，得出了对摆线轮径向修形方法产生的间隙了转速大小对摆线针轮传动部分的影响，，并通过试回转误差，并完成了测量。Blanche 等[20]推导出摆速器在一个摆线轮状态下的传动精度与扭转振动，动的影响关系。日本的日高照晃[21]探讨了减速器各产生的误差对传动精度的影响，结论为第一级输入度影响相对较小，第二级摆线针轮传动对回转精度中期，国内部分高校与科研机构开始对摆线传动技研制成功了两齿差摆线针轮减速器，之后又成功研星减速器；1997 年，何卫东等[22]对摆线针轮与行星效率及传动的运动学进行了分析；1998 年，刘继岩
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242;TH132.46

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本文编号：2588202