RV减速器性能试验研究

机器人用RV减速器传动性能测试系统的设计与开发

RV(Rotary-Vector)减速器因为拥有传动比大,运动精度高,回差小,传动效率高,体积小,重量轻等诸多特点,所以被广泛应用于高精度工业机器人和航空航天等领域中。中国学术界对于减速器的研究起步比较晚,到现在大多数仍然研究减速器的理论模型,少有形成针对减速器性能参数进行检测的体系,业内相关学者为了加快相关理论的研究进度,在以下几个方面进行研究:为了提高减速器性能,减速器的传动精度、回转误差等参数需要得到进一步精确的测试,而且对于减速器整机的研究来讲,误差项的相互作用仍然需要研究。所以根据上述说明,我们不难得出以下结论:中国目前在减速器参数测试方面并没有形成良好的体系,一定意义上阻碍了以减速器为基础的其他相关技术领域的进一步研究。所以本篇论文的研究目的在于,在现阶段研制出更高精度的减速器性能参数测试系统,利用物理、计算机等学科的知识,将RV减速器性能参数测试系统的精度进一步提高,并且在这个过程中不断进行测试系统优化,从而实现对RV减速器精密、高效的测试,以便对其加工误差和质量进行控制和分析。

同时通过联合仿真技术对测试系统进行仿真分析,以此来验证设计方案的合理性。本文主要工作概括如下:(1)对RV减速器测试系统和联合仿真技术在国内外的发展现状进行了介绍,简要说明RV减速器的结构和传动原理并且对实验台所需测试的参数(传动精度,空程回差,传动效率)给出定义。(2)根据被测参数特性设计静态实验台和动态实验台,其中静态实验台是针对扭转刚度的测试,动态实验台根据负载的添加与否分为非加载工况下传动精度的测试和加载工况下传动效率的测试。根据理论研究基础以及最终的测试结果进行分析,确定两套测试系统的组成部分,并得出下一步的改进方向。

第一步,根据减速器本身性能参数选择适应度更高的硬件设备,采用多学科技术相结合的手段,搭建可长期使用的实验平台,通过数据采集、交流电机安装测定、反馈控制等环节,进行实验台搭建。第二步,根据测试系统的测试流程,采用合适的图形化软件编写软件控制系统。如果在实验过程中,每个步骤都根据测试流程正常进行,那么依次完成数据采集后进行数据分析,如果测试系统运行中出现异常,则测试流程终止,返回到上一步骤进行相关分析,待测试系统恢复正常后继续进行数据采集与分析。(3)以RV-80E-121型减速器为例建立机械模型,然后根据传动效率实验台设计要求建立动力学仿真模型和控制系统模型(Simulink),定义相关参数,通过数据交互实现联合仿真,以此来为传动效率实验台提供理论可行性的验证。

２０１　７年第１期　

高精度机器人减速器静态性能测试试验研究　

崔玉明　ｎ　史旭东①②　周　好①②　朱剑锋①　

（①南京康尼机电股份有限公司，江苏南京２１００１３；②南京Ｓ－程学院，江苏南京２１１１６７）　

摘要：在分析ＲＶ减速器主要性能要求的基础上，搭建ＲＶ减速器静态精度测试台及其控制和数据采集　

系统。并对系统进行调试和误差分析。使测试结果真实可靠。以某型号ＲＶ减速器为试验对象，研　究ＲＶ齿轮轴承孔公差等级对其传动精度和扭转刚度的影响。结果表明：测试台能够满足ＲＶ减　

速器主要－陛能测试需求。测试结果贴近实际；ＲＶ齿轮轴承孑Ｌ与曲柄轴轴承接触充分的情况下，ＲＶ　

减速器传动稳定性和抗变形能力显著增强，ＲＶ３（Ｍ５）的传动精度比ＲＶ１（Ｋ５）提高了３６％左右，　

扭转刚度比提高了约１５％。　关键词：ＲＶ减速器；测试台；传动精度；扭转刚度；试验研究　

中图分类号：ＴＨ１３２　文献标识码：Ａ　ＤｏＩ：１０．１９２８７／ｊ．ｃｎｋｉ．１００５—２４０２．２０１７．０１．０１４　

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｒｏｂｏｔ　ｒｅｄｕｃｅｒ　ｓｔａｔｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ　

ＣＵ１　Ｙｕｍｉｎｇ■ＳＨＩ　Ｘｕｄｏｎｇ　，ＺＨＯＵ　Ｈａｏ　，ＺｔｌＵ　Ｊｉａｎｆｅｎｇ　。、　

（①Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｋａｎｇｎｉ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１　００１　３，ＣＨＮ；　＠Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２　１　１　１　６７，ＣＨＮ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｔｉｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｔｅｓｔ　ｂｅｎｃｈ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｅｒｅ　ｂｕｉｈ　ｈａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＲＶ　ｒｅｄｕｃｅｒ　ｍａｉｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｉｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｄｅｂｕｇｇｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｒｉ‘ｏｒ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｏ　ｉｎ—　ｓｕｒｅ　ｔｈａｔ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｒｅｌｉａｂｌｅ．Ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ＲＶ　ｒｅｄｕｃｅｒ　ｗａｓ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ｔｅｓｔ　ｏｈｊｅｅｔ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＲＶ　ｇｅａｒ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｂｏｒｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｌｅｖｅｌ　ｏｎ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｔｏｒｓｉｏｎａｌ　ｓｔｉｆｎｅｓｓ　ｏｔ　ＲＶ　ｒｅｄｕｃｅｒ．Ｒｅ—　ｓｕｈ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ：ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｂｅｎｃ，ｈ　ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ＲＶ　ｒｅｄｕｃｅｒ　ａｎｄ　ｔｅｓｔ　

机械工程师网址：电邮：*******************圆园21年第12

期MECHANICALENGINEER

RV减速器传动性能分析

何依林，郑鹏

（沈阳工业大学，沈阳110870）

摘要：考虑RV减速器的高精度、高减速比与其复杂的二级行星传动结构，故需对其进行传动性能分析。利用UG建立并装

配RV减速器模型，通过Workbench对传动机构的关键太阳轮与行星轮、摆线轮与针齿轮进行瞬态动力学分析并求解其接

触应力。分析得出太阳轮与行星轮啮合时最大接触应力产生在啮合处，摆线轮与针齿啮合时其最大接触应力产生在行星架

孔处，该分析为RV减速器设计及优化奠定基础。关键词：RV减速器；瞬态动力学分析；接触应力中图分类号:TH132.46；TH122文献标志码:粤文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园21）12原园041原园4TransmissionPerformanceAnalysisofRVReducer

HEYilin,ZHENGPeng

(ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110870,China)Abstract:Consideringthehighprecision,highreductionratioandthecomplicatedtwo-stageplanetarytransmissionstructureoftheRVreducer,itisnecessarytoanalyzeitstransmissionperformance.UGisusedtoestablishandassemble

theRVreducermodel,andWorkbenchisusedtoanalyzethetransientdynamicsofthesungearandtheplanetarygear,

thecycloidgearandthepingear,andtosolvethecontactstress.Theanalysisshowsthatthemaximumcontactstress

中国新技术新产品2019 NO.2（上）

- 25 -高 新 技 术

技术先后出现，虚拟现实技术现如今已经成为研究与开发的

热点。

动画脚本语言是实现多维虚拟现实的代表性技术，该技

术是指在动画中增添脚本描述，脚本操控多幅图像来实现的

虚拟现实技术。假设要完成一件物品的二维或三维演示，首

先需要多角度地拍摄该物件的图片，然后就能利用这些图片

制作动画，运用脚本控制图片地显示。实际上这种虚拟现实

技术反映的是一种交互的动画。

２．２　虚拟现实技术与产品仿真系统

虚拟现实技术在产品仿真系统上的应用主要体现在2个

部分，一部分面向程序设计人员，在产品方面起重要的辅助

作用，同时还要模拟建模及装配流程等；另一部分来源于制

造商的重要客户，为消费者用户提供产品外观性能参数等的

展示平台。利用3D技术进行虚拟仿真时需要搭建一个三维

背景，给予用户良好的体验，方便用户交流互动，这种技术

广泛应用于旅游、房地产、室内展览及室内设计等领域。

应用3D技术可为新产品的信息发布提供一个宣传渠道，

以热销的电子产品为主要对象，应用3D技术研发一款关于产

品的信息系统，用文字和图片展示产品的外观性能，动画技

术展示产品功能，人机互动操作使用户全方位的了解产品，对产品属性功能作进一步的观察，这种系统不仅有信息发布

功能、用户浏览操作功能、产品模型展示功能，还可以供消

费者实时查询并快速地进行信息反馈。

３　结语

虽然3D技术的应用发展已经取得了一系列优秀成果，衍

生出许多高级的软件，但其始终没有一个统一的实现标准，

各种不同插件的安装下载也使用户使用的积极程度下降，但

3D技术和产品仿真系统的发展前景依然十分广阔，是值得深

入研究讨论的重大课题，有待进一步发展完善。

参考文献

[1]卜昭锋，杜晓明，刘斌，等.交互式3D技术与IETM的集

成及应用[J].兵工自动化，2018（7）：33-38.

[2]盛步云，闫志峰，殷希彦.基于系统仿真的发动机装配线

工艺设计研究[J].组合机床与自动化加工技术，2018（6）：