机器人用RV减速器传动性能测试系统的设计与开发

机器人关节RV减速器研究机器人关节RV减速器研究引言随着科技的不断进步和人工智能的发展，机器人技术在各个领域中得到了广泛的应用。

机器人关节是机器人中的重要组成部分，决定了机器人的灵活性和精准度。

而关节驱动减速器作为机器人关节运动的核心装置，承担着减速、增力和逆运动等功能，对机器人的性能起着重要的影响。

本文将探讨机器人关节RV减速器的相关研究内容。

一、机器人关节RV减速器的概念与结构机器人关节RV减速器是一种齿轮传动装置，通过输出轴上的旋转运动实现减速或增力作用。

其结构由外围壳体、轴承、齿轮和润滑系统等组成。

其中，齿轮是整个减速器的核心部件，负责传递动力和减速的作用。

二、机器人关节RV减速器的优势1. 高传递效率：RV减速器采用了齿轮传动的方式，能够将输入的动力有效传递给输出端，具有较高的传递效率。

2. 大传动比范围：RV减速器的传动比范围相对较大，能够满足不同机器人关节的运动需求。

3. 紧凑结构：由于RV减速器采用了齿轮传动，其结构相对紧凑，占用空间小，方便机器人关节的安装和布局。

4. 高精度定位：RV减速器的设计精度较高，能够实现机器人关节的高精度定位，并提高机器人的运动精度和稳定性。

三、机器人关节RV减速器的应用领域1. 工业机器人：在工业领域中，机器人关节RV减速器广泛应用于工业机械臂的关节部分，能够帮助机器人实现各种复杂的动作，提高生产效率和品质。

2. 服务机器人：随着服务机器人的普及应用，机器人关节RV减速器在服务机器人的关键部件中扮演着重要的角色，能够实现多种复杂的运动，提高机器人的工作效率和精准度。

3. 医疗机器人：在医疗领域中，机器人关节RV减速器可用于医疗手术机器人的关节驱动装置，通过减速器的精准控制，能够实现机器人的高精度手术操作。

四、机器人关节RV减速器的研究进展1. 材料研究：机器人关节RV减速器的性能受材料的影响较大。

目前，一些新型材料的应用正在被研究，以提高减速器的强度和耐磨性。

机器人用RＶ减速器的论文综述————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ摘要本文整理了近三年国内关于机器人用RV减速器的文献,介绍了RV减速器的基本机构和传动原理，总结了国内理论研究的趋势及其主要成果，概述了在力学分析,传动精度、摆线轮齿廓修形和测量系统的新的方案。

关键词:ＲV减速器，摆线轮齿廓，传动精度，测量系统一、引言RV减速器结构紧凑、寿命长、传动比大、传动效率高、振动小、传动精度高、保养便利，与谐波减速器相比，摆线类传动的承载能力高一倍以上,扭转刚度高三倍以上。

RV减速器是工业机器人的核心部件,占工业机器人成本的比重高达30％以上，目前中国市场的减速器基本被进口品牌垄断,生产ＲV减速器最著名的是日本的FＡNUC，这是制约国产工业机器人成本的第一因素。

近年来我国针对高精度,高可靠性,批量化,轻量化进行了关于摆线轮齿廓、修形、结构设计、强度分析的研究,提出了相关的公式、算法以及测试系统。

二、RV减速器的基本结构和传动原理1、基本结构RV Ｃ Roｔａry Vｏector)减速器是在摆线针轮行星传动的基础上发展而来的一种新型传动。

减速器由第一级渐开线齿轮行星传动机构与第二级摆线针轮行星传动机构两部分组成的封闭的差动轮系,如图1所示。

图1 RＶ减速器传动原理图2、传动原理这种传动原理是利用一组平行四连杆机构和齿轮机构的组合的系统，第一级传动包括相互啮合的输入齿轮1和两个渐开线行星轮2,渐开线行星轮２固定安装在两相互平行的曲轴H上；第二级摆线传动中曲轴Ｈ与行星轮固连在一起,摆线轮3安装在曲轴H相位相差180。

的两个偏心轴凸轮上，运转时行星轮2通过曲柄轴H带动摆线轮3做偏心平面运动,与针齿４形成少齿差啮合。

RV减速器从组成形式来看，属于2Ｋ-Ｖ型行星减速器，由K-H-Ｖ型和2 Ｋ-H型行星传动复合组合而成。

机器人RV减速器设计手册编著杨献维二零一九年三月目录第一章RV减速器传动原理及结构设计1. RV减速器基本结构及传动原理 (2)2. RV减速器关键参数选取 (5)3. RV 减速器强度分析 (10)第二章RV减速器静态传动精度分析1. RV减速器影响传动精度的因素 (23)2. RV减速器静态回差分析 (31)3. RV减速器精度设计原则 (38)4. RV减速器精度设计原则 (38)第三章 RV减速机的检测1. 关键部件制造误差检测 (40)2. 制造误差检测 (41)3. 样机啮合特性试验（型式检验） (44)第一章RV减速器传动原理及结构设计一、 RV减速器基本结构及传动原理RV（Rotary V oector）减速器是在摆线针轮行星传动的基础上发展而来的一种新型传动。

减速器由第一级渐开线齿轮行星传动机构与第二级摆线针轮行星传动机构两部分组成的封闭的差动轮系，如图1所示。

图1 1.输入轴2.行星轮3.曲柄轴4 摆线轮5 针齿6 输出轴7 针齿壳这种传动原理是利用一组平行四连杆机构和齿轮机构的组合的系统，第一级传动包括相互啮合的输入齿轮1和两个渐开线行星轮2，渐开线行星轮2固定安装在两相互平行的曲轴H上；第二级摆线传动中曲轴H 与行星轮固连在一起，摆线轮3 安装在曲轴H相位相差180°的两个偏心轴凸轮上，运转时行星轮2通过曲柄轴H带动摆线轮3做偏心平面运动，与针齿4形成少齿差啮合。

RV减速器从组成形式来看，属于2K-V型行星减速器，由K-H-V型和2K-H型行星传动复合组合而成。

结构主要由输入渐开线齿轮1和针齿壳5这两个中心轮和一个行星架H为基本构件，具有2K-H型的传动结构；分析内部传动结构可知，其传动结构为H-3-4-6，仍然属于K-H-V型，只是将原来的单一转臂中心输入改变成2 个或3个均匀分布的转臂输入。

传动过程中，电机带动输入齿轮轴顺时针转动，齿轮轴（太阳轮）与行星齿轮啮合将功率分流到双曲柄机构，实现同步输入并克服双相并列双曲柄机构的死点，完成第一级减速；行星轮绕齿轮轴轴心公转同时也在逆时针方向自转，渐开线行星轮与曲轴固接，作为第二级输入，再由双曲轴带动摆线轮与针齿啮合做偏心平面运动，此时摆线轮在绕自身轴线自转（顺时针旋转）的同时，还绕针轮（针齿壳）轴线公转，摆线自转的同时通过双曲轴推动输出行星架实现功率合流，如图2.2所示。

- 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）：139-142，146.[3]姚浩翔，刘苏.Java 3D 在虚拟现实中的应用[J].机械制造与自动化，2009（2）：141-143，145.１　传动误差概述１．１　传动误差的含义RV 减速器的传动误差是指输入轴作单向转动动作时，输出轴的输出转角实际值与理论值的差异，可通过输入轴与输出轴的瞬时传动比与理论传动比的变动量做出衡量。

RV减速器是一种精密的动力传达机构。

作为工业机器人的关节，RV减速器是机器人能够灵活操作的重要基础部件，也是机器人运动的核心部件。

此外，RV减速器的零部件结构十分复杂，加工制造难度也很大、精度要求高，检测编程难度大。

因此，常规的测量方法无法满足效率和精度的要求。

志方科技针对该类产品特点，定制了专业的检测方案。

一、摆线轮检测1、QUINDOS摆线轮模块依据行业标准JB/T 10419- 2005，可以对标准中的所有参数进行测量分析，并给多家行业顶端客户定制了检测方案，主要检测项目为：齿廓分析单个齿距偏差（fp）齿距累积偏差(Fp)径向跳动等(Fr)2、快速高精度扫描，定制化的专业模块，参数化的中文界面，自动测量、分析和报告输出。

3、直观的数据分析与绘图样例。

二、偏心轴检测1、偏心轴一端是花键或者齿轮，中间是两个偏心的圆柱，重点测量项目为两个偏心圆柱的偏心距，以及花键的齿轮参数。

2、偏心距测量采用高速圆扫描，然后计算两个圆XY二维距离。

3、使用软件内置圆柱齿轮模块进行花键快速检测，自动输出专业齿轮报告和数据报告。

三、针齿壳检测1、针齿壳上的分度孔加工精度高，其形状公差通常为2-6μm,且分度孔的数量多，采用单个分度测量效率低。

QUINDOS通过高速一次扫描获得整个轮廓数据，然后定制分度算法，自动进行每段数据分析，大大提高了测量效率。

2、评价项目为：圆柱度/齿向分析/周节分析等。

以上就是机器人RV减速器的检测方案，如果周围没有专业的测试人员，可能对其的测试判断会有偏差。

因此，建议直接采购一台专业的机器人减速器测试系统，将专业的事交给专业的设备，既省人力成本，又提高工作效率和质量，根据企业产品需求定制测试系统，满足各色需求。

四川志方科技有限公司是一家致力于非标自动化测试系统研发、生产、销售、售后服务为一体的高科技企业。

产品适用于航天、航空、军工、机械制造、科研、教学等多个领域。

与国内知名高校及研究院所紧密合作，共同开发各种非标自动化测试系统，拥有一支经验丰富的专业团队，其中包括多名长期从事非标测试系统领域的专业人才。

RV减速器传动性能测试与数据分析RV减速器是一种常用于工业机械传动系统中的重要组件，其传动性能对机械系统的运行稳定性和效率起着至关重要的作用。

本文将对RV减速器的传动性能进行测试与数据分析。

首先，我们将选择一台常见型号的RV减速器进行测试。

为了保证测试结果的准确性，我们将使用专业的测试设备和方法来进行。

测试过程中，我们将对RV减速器的传动效率、噪音、温升等指标进行全面的测试。

在传动效率测试中，我们将通过测量输入轴和输出轴的转速、扭矩以及输入功率和输出功率来计算传动效率。

同时，还将记录传动过程中的摩擦损失和机械损耗等数据，以便进一步分析。

另外，在噪音测试中，我们将使用专业的噪音测试仪器，对RV减速器在不同工况下的噪音水平进行测量。

通过对噪音频谱的分析，可以了解到RV减速器在不同速度和负载下的噪音特点，为进一步优化设计提供参考。

此外，温升测试也是评估RV减速器传动性能的重要指标之一。

我们将在测试过程中对RV减速器的温升进行实时监测，并记录下温升随时间的变化趋势。

通过分析温升数据，可以判断RV减速器的散热性能和传动效率。

测试完成后，我们将对所得数据进行综合分析。

通过对比不同工况下的测试结果，可以得出RV减速器在不同负载和转速下的性能特点。

同时，还可以通过数据分析找出可能存在的问题和改进的空间。

最后，我们将根据测试结果提出一些建议和改进措施，以进一步优化RV减速器的传动性能。

这可能包括改进制造工艺、优化材料选择、优化齿轮副设计等方面。

通过持续不断地改进，可以提高RV减速器的传动效率和可靠性，满足不同工况下的需求。

综上所述，本文通过对RV减速器的传动性能进行测试与数据分析，旨在提供科学的依据和指导，以优化机械系统的传动效率和可靠性。

这对于提高工业生产效率、降低能源消耗具有重要意义。

RV减速器作为机器人灵活运转的重要部件，一直在机器人研发中占据巨大工作量，此外，在研发成功后也需要精密性要求极高的测试系统进行测试方能投入使用。

以往由于国内减速器测试系统的技术不佳，很多机器人研发中心不得不将机器人送到国外进行检测。

目前随着技术的不断进步，国内已经研发出符合要求的测试系统试验台。

下面就给大家介绍国内比较专业的减速器测试系统具体产品数据信息。

ZRT-I 精密减速器测试系统该系统采用模块化设计，依据国内外最新测试标准，结合用户测试需求，可完成各种精密减速器的生产出厂、性能测试及科研、教学演示。

一、参考标准与资料：GB/T 35089-2018 《机器人用精密齿轮传动装置试验方法》GB/T 17421.2-2000 《机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精确的确定》JB/T 5558-2015 《减（增）速器试验方法》JB/T 9050.3-1999 《圆柱齿轮减速器加载试验方法》国内外同类型减速器产品样本二、功能简述：空载试验——磨合、空载摩擦转矩测试传动误差试验——空载、带载传动误差测试传动精度试验——单向重复定位精度与回程误差测试传动效率试验——传动效率测试温升、振动、噪声试验——参考性试验项，受环境因素影响以上就是由四川志方科技有限公司为大家提供的减速器测试系统的介绍，选择靠谱的测试系统厂家必须要考量其产品性能、售后服务和技术人员。

四川志方科技有限公司是一家致力于非标自动化测试系统研发、生产、销售、售后服务为一体的高科技企业。

产品适用于航天、航空、军工、机械制造、科研、教学等多个领域。

志方科技与国内知名高校及研究院所紧密合作，共同开发各种非标自动化测试系统，拥有一支经验丰富的专业团队，其中包括多名长期从事非标测试系统领域的专业人才。

新型机器人用RV减速器测试平台的设计与试验分析作者：梅剑洪来源：《中国新技术新产品》2019年第03期摘要：该文对传动误差的来源、分类及定义进行介绍，通过设计实验装置来进行传动误差的测试，以RV减速器为测试对象对传动误差开展测试实验，对数据进行处理并分析，以此来证明实验装置的合理性。

关键词：RV减速器;传动误差;测试平台中图分类号：THl3文献标志码：A1传动误差概述1.1传动误差的含义RV减速器的传动误差是指输入轴作单向转动动作时，输出轴的输出转角实际值与理论值的差异，可通过输入轴与输出轴的瞬时传动比与理论传动比的变动量做出衡量。

对传动精度做出评价时，传动误差是一项极为重要的评价指标。

1.2传动误差的分类与来源1.2.1传动误差分类作为传动机构的一种，RV减速器的传动误差的分类、定义均源于对机构误差的分类与定义。

机构的原始误差可分为显著误差、随机误差以及系统误差3类。

显著误差的含义是导致结果显著失真的误差，象构件制造误差超过公差带范围，更换构件可以规避此类误差;随机误差是指随机出现且无规律的误差，误差正负、大小均不可控，不可预见。

机械工程零件经常出现随机误差，象零件的加工误差、制造误差等，这些误差多数与统计学规律相符，无论采用何种方法规避，随机误差都是无法去除的，只能尽量减少;系统误差的正负、大小是可预见的，其误差既可以固定不变，又可以按照某一规律变化，系统误差可以通过某种手段实现，也可以予以修正，是可预见、非随机的变化量。

1.2.2传动误差来源以机构误差来源的差异为依据可以将传动误差分为设计、制造、使用以及测量等方面存在的误差。

1.2.2.1设计误差设计误差是指对机构进行设计时，设计人员采用近似理论计算、未重视次要因素、对机构进行简化等导致与理想机构出现一定的方法误差或原理误差。

设计误差属于“先天缺陷”，在后续过程中无法弥补，因此应尽量避免或减少出现设计误差。

1.2.2.2制造误差制造误差也可以被称为固有误差，指的是机构构件制造、装配过程中构件出现的轴线偏差、运动副侧隙、偏心、大小以及形状误差，这些也是制造误差的来源。

RV减速器啮合性能分析与优化设计RV减速器是一种常用的传动装置，广泛应用于机械设备、航天航空、汽车工业等领域。

它具有结构简单、承载能力强、噪音小等特点，在现代工业生产中起到了重要的作用。

本文将对RV减速器的啮合性能进行分析和优化设计。

首先，我们来介绍RV减速器的工作原理。

RV减速器主要由筒形齿轮、封闭壳体、支承轴承和机壳等部分组成。

其工作原理是通过输入端的高速旋转运动，驱动齿轮的转动，从而实现输出端的低速高扭矩输出。

而RV减速器的啮合性能主要包括传动效率和承载能力两个方面。

传动效率是衡量减速机器人啮合性能的重要指标之一。

传动效率的高低直接影响到整个减速器的工作效率和能源消耗。

而传动效率的主要影响因素包括啮合副的精度、润滑状况、轴间距离以及齿轮材料等。

因此，在进行优化设计时，应当注重提高啮合副的精度，选择适当的润滑方式，并合理选用齿轮材料。

同时，减小轴间距离也可以有效提高传动效率。

承载能力是衡量减速机器人啮合性能的另一个重要指标。

承载能力主要取决于齿轮的材料、结构以及齿面硬度等因素。

因此，在优化设计时，应当选择具有较高强度和耐磨性的齿轮材料，并进行适当的热处理，以提高其硬度。

此外，在设计减速器结构时，应当尽量减小齿轮的Mod值，增大齿数和模数，以提高承载能力。

在实际应用过程中，还需要考虑减速器的噪音问题。

尽管RV减速器相对于其他类型的减速器具有较低的噪音水平，但在一些特殊要求的工作环境下，仍然需要进一步降低其噪音水平。

为此，可以采用降噪材料进行面齿应力分布的均衡，提高减速器的噪音性能。

除了上述的啮合性能分析与优化设计，RV减速器的维护保养也是保证其正常工作的重要环节。

应定期检查润滑油的质量和加油量，及时更换老化的润滑油。

此外，还应注意减速器工作的温度和振动情况，避免过高的温度和剧烈的振动对减速器的影响。

总之，RV减速器的啮合性能是影响其工作效率和可靠性的重要因素。

通过分析和优化设计，可以提高传动效率、承载能力，并降低噪音水平。

机器人RV减速器设计手册机器人RV减速器设计手册一、简介机器人减速器是机器人运动的核心组成部分，其中RV减速器由于其高精度、高扭矩、高刚性、低惯性、以及长寿命等特点，被广泛应用于工业机器人关节部位。

为了帮助设计和制造人员更好地理解和设计RV减速器，本手册将详细介绍其设计过程和相关技术。

二、设计步骤1、确定减速比减速比是RV减速器的一个重要参数，它决定了机器人的速度和扭矩。

通常，减速比在30-100之间，具体数值需要根据实际应用需求来确定。

2、选择齿轮材料RV减速器的齿轮需要承受较大的扭矩和转速，因此需要选择具有高强度、耐磨、耐冲击等性能的钢材或合金材料。

3、设计齿轮参数齿轮参数包括齿轮模数、齿数、螺旋角等，这些参数将影响RV减速器的传动效率、承载能力、噪音等。

设计时需要综合考虑各种因素，以达到最佳的设计效果。

4、确定轴承类型RV减速器需要使用高精度、高刚度的轴承来保证其精度和寿命。

设计时需要根据不同的应用需求选择合适的轴承类型和尺寸。

5、设计密封结构为了保证RV减速器的密封性，需要设计合理的密封结构，以防止润滑油泄漏和灰尘进入。

6、进行力学分析在完成结构设计后，需要对RV减速器进行力学分析，以验证其强度和刚度是否满足要求。

同时，也需要进行振动和噪音分析，以保证其性能和质量。

7、进行样机制造和测试在完成设计后，需要制造样机并进行测试，以验证设计的正确性和可靠性。

如有需要，需要进行反复修改和测试，以达到最优的设计效果。

三、总结本手册详细介绍了RV减速器设计的过程和相关技术，旨在为设计和制造人员提供有用的参考和帮助。

为了保证RV减速器的性能和质量，设计时需要综合考虑各种因素，并进行充分的测试和验证。

也需要不断进行优化和改进，以提高其性能和可靠性。

减速器的设计-毕业论文摘要ＲＶ减速器作为一种高精密减速器广泛应用于工业机器人领域，是工业机器人的核心零部件之一，其传动性能直接影响到工业机器人的定位精度和工作性能。

随着工业机器人国产化的快速发展，ＲＶ减速器作为机器人的研发关键技术受到前所未有的关注。

目前，国内外对ＲＶ减速器的研究大多限制于理论研究，对于整机性能的测试缺乏全面研究。

因此，本文研制一台ＲＶ减速器试验装置并对ＲＶ减速器进行机械性能测试和振动信号测试，以期研究ＲＶ减速器的机械性能和振动特性，实现测试结果向设计、制造、装配等环节反馈，进而稳步提升ＲＶ减速器整机性能。

本文第一部分阐述了ＲＶ减速器试验装置研制与测试分析研究的工程意义，概述了ＲＶ减速器、ＲＶ减速器试验装置及ＲＶ减速器测试分析这三个方面的国内外研究进展。

最后提出了本文研究的主要内容。

第二部分针对ＲＶ减速器结构紧凑、传动比大、精度高等特点，研制一台ＲＶ减速器的试验装置，可进行多种不同试验和实现多项参数自动化测试。

从机械结构设计、测控系统设计和软件系统设计这三方面详细阐述了试验装置的工作原理和功能。

第三部分阐述了ＲＶ减速器机械性能测试方案的测试准备工作、测试方法步骤和测试数据处理。

利用已研制的ＲＶ减速器试验装置对ＳＨＰＲ一２０Ｅ型ＲＶ减速器进行了传动效率、传动误差、空程回差的测试，并分析和讨论了国产ＲＶ减速器的机械性能。

第四部分从测点布置、振动测量、数据采集三部分阐述了ＲＶ减速器的振动测试方案，并利用己研制的ＲＶ减速器试验装置对ＳＨＰＲ．２０Ｅ型ＲＶ减速器进行空载振动测试、变转速振动测试、变载荷振动测试。

采集不同工况下的振动信号，并进行时域分析、频谱分析和倒谱分析，初步掌握了ＲＶ减速器的振动特性。

第五部分阐述了小波变换理论及其信号识别和降噪分析原理。

利用小波分析的多分辨率时频域识别特性，对ＳＨＰＲ－２０Ｅ型ＲＶ减速器的振动信号进行多层小波分解，能够识别不同频带的信息。

采用小波降噪方法对ＲＶ减速器振动信号进行降噪分析，降噪效果优于傅立叶方法。

RV减速器综合性能参数检测的测控系统设计王开;张向慧;吴哲;弓宇【摘要】本文针对机器人用RV减速器的使用要求,设计了一套可对RV减速器的传动精度、背隙、扭转刚度、回程误差、机械效率、启停转矩、摩擦转矩检测的动态测控系统,硬件部分进行结构设计,结合RV减速器的性能和试验要求,选用了工控机、变频器、角度和扭矩传感器、采集卡等测试部件;软件部分基于LabVIEW图形化编程语言进行试验界面设计,使该界面具有良好的人机交互性能,并可对整个试验过程进行实时控制与监控.经过近一年的使用,该系统可以完成多项测试任务,与同类测控系统相比,系统在测量精度和工作效率方面有大幅提高,降低了用户的使用成本.%To meet the need of robots for RV reducer, a dynamic measurement and control system is designed to measure RV reducer of its the transmission accuracy, backlash, torsional rigidity, return error, mechanical efficiency, start and stop torque, and friction torque. The hardware part is structurally designed. And industrial computer, frequency converter, angle and torque sensor, capture card and other test components are selected for the performance and test of RV reducer; the software part is of interface design for test, based on the LabVIEW graphical programming language so that the interface would have a good function of human-computer interaction and the entire test process could be controlled and monitored in real time. After nearly a year of trial, the system shows that it can complete kinds of tasks. Compared with the other control systems of the same kind, our system is greatly improved in terms of accuracy of measurement and work efficiency, and it also reduces the cost for users.【期刊名称】《北方工业大学学报》【年(卷),期】2018(030)002【总页数】6页(P51-56)【关键词】RV减速器;传动精度;背隙;扭转刚度【作者】王开;张向慧;吴哲;弓宇【作者单位】北方工业大学机械与材料工程学院,100144,北京;北方工业大学机械与材料工程学院,100144,北京;机械科学研究总院中机生产力促进中心制造工程所,100044,北京;机械科学研究总院中机生产力促进中心制造工程所,100044,北京【正文语种】中文【中图分类】TH132.46;TP216随着德国“工业4.0”概念和中国“中国制造2025”战略的提出，全球制造业的改革已取得了巨大的成就，其中工业机器人的广泛应用具有不可替代的作用．而工业机器人性能的好坏取决于其关节处RV减速器的精度和性能，因此高性能的RV 减速器是提高机器人精度和质量的前提．RV减速器是由摆线针轮减速器发展起来的，它具有体积小、抗冲击能力强、扭转刚度大、定位精度高的特点．[1-2]鉴于目前国内可用于测试RV减速器的设备较少，且大部分设备存在自动化程度低、测试性能参数单一、精度低等特点．[3-4]设计一套自动化程度高，集成多种试验功能RV减速器综合性能检测的测控系统十分必要．本文设计了一套针对RV减速器综合性能参数检测的测控系统，可以对RV减速器的大部分性能进行测试，并对减速器性能产生主要影响的传递精度、背隙、刚度和回程误差进行分析研究．1 测试原理1.1 传递误差在RV减速器轻载的情况下，输入轴在旋转一周的情况下，输出轴旋转的角度与理论值的偏差即为其传递误差．测试过程中取多个点的理论转角与实际转角之差，绘制传动误差曲线．方法为驱动电机作为动力源带动RV减速器和有轻载的加载电机转动，转动一周内，通过NI采集板卡完成对输入输出端光栅信号的采集．[5-6]根据式(1)求出RV减速器的传动误差．假设驱动端旋转一周输出的脉冲数为YK，加载端旋转一周输出的脉冲数为当前时刻驱动端的脉冲数为XK，加载端得脉冲数为则当前传递误差δCD 为：(1)式中：φ入为理论输入端转角；φ出为实际输出端转角；i为传动比．1.2 背隙及刚度RV减速器背隙指在单一啮合状态下，减速器正反转至齿侧无间隙位置时的角度差．测量方法为驱动端固定，加载端分别正反转至无侧隙时，输入端角度差．[7] 假设加载端正向回转至无侧隙(输出端的扭矩值为零)时，光栅的计数值为K1；然后反向回转至无侧隙(输出端的扭矩值为零)时，光栅的计数值为K2，则背隙为δBX：(2)RV减速器的扭转刚度是指在扭矩力的作用下，输出端的扭矩与输出端转角的比值．令在加载测试过程中光栅计数值为K3，扭矩为NK，则此时的扭转刚度为：(3)1.3 回程误差回程误差是RV减速器性能检测中的一项重要指标，定义为在加载端施加3%额定扭矩时，当输出轴正向回转一周后，输入轴反转至初始位置时，此时输出轴的角度差即为回程误差．假设开始测量时，驱动端的光栅计数值为K0，记录此时加载端光栅的值为K4，加载端光栅的值达达到时，电机停止并开始进行反转，动端的光栅值为K0时，记录此时加载端的光栅值为K5，测量结束，电机停止，试验完成．回程误差为：(4)将RV减速器的输入端固定，输出端反向加载至减速器的额定值，采集系统启动．首先，渐卸载输出端扭矩至零并继续正向施加扭矩至额定值，然后正向卸载至零，继续反向加载至额定扭矩，采集系统关闭，最后将扭矩卸载至零．测试过程中实时记录扭矩与转角的关系，得此减速器的迟滞曲线，如图1所示．可更加形象的反应出RV减速器得性能参数的含义，也是计算RV减速器性能参数得计算依据．图1 迟滞曲线2 试验台总体结构设计本减速器试验台主要是以机器人用减速器如谐波减速器，RV减速器等为被测件，依据相关的国家标准对其性能参数如传动精度、背隙、扭转刚度等进行测量．本试验台可以满足大多数减速器关键性能的测试要求和试验任务，其结构如图2所示．本系统被试件由驱动电机带动，加载电机模拟机器人在正常工作时减速器的工况．通过安装于减速器输入输出端的光栅，扭矩传感器完成测试任务．图2 试验台总体架构3 测控系统设计测控系统设计由硬件设计和软件设计2部分组成．硬件设计主要为电机、传感器的选型以及硬件连接．软件设计主要是基于LabVIEW平台，利用G语言开发出一个具有良好人机交互界面、集成多种试验功能、实现数据自动存储的试验系统．用户只需根据自身实际需求，利用软件“傻瓜化”的操作方式，即可完成相应的测试任务，其界面如图3所示．图3软件主界面3.1 硬件系统的设计为实现RV减速器试验台预期的功能，硬件系统设计是整个测控系统设计的第一步，其合理性直接决定了整个系统的成败．目前存在的硬件结构方案中，相同点均将工控机作为上位机，输入端由电机带动，区别在于电机的控制方式、输出端加载方式以及数据的采集方式．[8-9]电机控制有直接利用变频器控制或通过PLC或单片机等控制驱动器的方式，加载方式主要有电机加载和制动器加载2种，采集方式主要是利用PLC或采集卡实现数据的采集和处理．根据实际的测试要求，本系统利用变频器的通讯接口，通过建立与上位机的通信实现对电机的直接控制，其中驱动电机带动被试件，加载端使用电机加载，相比于制动器被动加载方式的可以更好的反应减速器在正常使用时的工况，采集方式为利用高速的采集板卡可提高采样精度．其硬件连接如图4所示．图4 主要部件硬件连接由图4可知，测试系统硬件部分主要有工控机、电机、变频器、扭矩传感器、角度传感器、采集板卡等组成．驱动电机和加载电机均采用西门子标准系列电机，基于ACS880变频器的直接转矩控制模式达到精确控制电机的目的．驱动电机为整个试验系统的动力源，输出转速为6000rpm/min，扭矩为10N/m；加载电机模拟RV减速器在使用过程中的负载，输出转速为150rpm/min，扭矩为60N/m；扭矩传感器采用KISTLER的4503系列传感器，精度均为0.05%FS．角度传感器采用HEIDENHAIN，ERA系列的圆形光栅，减速器输入输出端的刻线分别为12000和20000．采集系统采用NI R系列采集板卡，这样可实现软件和硬件更好的兼容，以防止采用别的系列板卡出现的软硬件不兼容而导致程序错误．该采集板卡包含8路模拟量输入输出通道，96路数字量输入输出，16位的分辨率．3.2软件系统的设计测试系统软件部分基于虚拟仪器技术，通过LabVIEW图形化编程语言，采用模块化编程思想设计．根据使用要求，软件的主要实现功能如图5所示．软件架构设计是软件设计过程第一步，也是整个软件设计过程最重要的环节之一．架构设计除实现预期功能外，还应充分考虑程序的实时性、灵活性、可重复性等因素．LabVIEW是一种基于G语言的开发环境，支持多线程任务，为防止出现因时序不同导致多线程运行混乱的现象，系统主程序试验类型部分采用一个功能对应一个线程的方法，对于并行运行的线程则采用优先级的方法．图5 软件主要功能本系统顶层程序的主架构采用标准的生产者/消费者设计模式(事件)，生产者为数据的提供方，消费者为数据的使用者．生产者主要用于试验类型选择或其它由于某控件值改变等触发事件结构而产生的数据，消费者主要执行试验流程的控制及数据的处理和保存．[10]生产者和消费者之间通过消息队列处理器进行消息的传递和管理．队列数据存储的方式为先进先出，可以保证在传递的过程中数据不会丢失．其主要部分程序如图6所示．图6 软件结构本系统中各试验系统采用状态机作为基本的架构方式．利用其可添加多种状态，运行时只允许一种状态执行的模式，在每个状态中添加所需执行的动作，通过枚举常量实现状态之间的跳转，从而实现试验过程中流程控制的目的．[11]开发人员只需通过添加和删除状态即可完成对标准状态机的修改，达到预期的试验任务，减少开发周期，提高效率．本测控系统在试验运行的过程中需要进行多种状态的切换，采用“While+状态机”架构，通过自定义枚举常量来切换状态可以很好完成试验任务，传递误差流程如图7所示．机器人用RV减速器，精度一般在1′左右，对设备的控制和采集系统都提出了较高的要求．控制系统主要表现为控制电机输出的准确性和稳定性．本系统基于Modbus通讯协议实现上位机与变频器的通信，采用直接转矩模式来控制电机，在该模式下变频器输出的半导体开关可以精确的控制电机的定子磁通和转矩以达到精确控制电机的目的．与传统的矢量控制相比最大的特点是转矩动态响应的快速性．其中驱动电机部分程序如图8所示．采集系统中为保证减速器输入输出端采集的同步性以及精确性，首先，使用NI高速采集板卡并将时钟进行2.5倍频，提高了采样频率，保证了采集实时性和有效性；其次，通过使用同一采样时钟(100MHz)和同一触发信号的方式保证减速器输入输出端的信号实现同步采集；最后，采用将光栅输出信号进行四倍频和50倍细分的方式，提高采样的精度，使最终驱动端的精度为为4″，加载端的精度为2.5″，达到最终测试的要求．图7 试验流程状态图8 部分驱动电机程序4 试验图形及结果本测试系统以某型号的RV减速器为被测试对象，其基本参数如表1所示．通过该测控系统检测其性能参数是否满足使用要求并验证测控系统的可行性．表1 RV减速器的基本参数名称传动比输入功率/kW输出扭矩/Nm传动精度/(')背隙/(')扭转刚度/(Nm/arc min)重量/kgRV减速器811.71307111089.3以传递误差为例，假设当前驱动端经采集卡计数值为XK，加载端为根据式(1)可知此时传递误差值为：测量一周的过程中均匀取360个点，可得到如图9所示的传递误差曲线．图9 传递误差同理依据公式(2)～(4)可计算出被试件的背隙、刚度等其他参数．背隙试验的过程中实时记录输出角度与输出扭矩的对应关系，可得图10所示的迟滞曲线，能更直观的反应被试件的背隙、回差的参数大小信息．图10 迟滞曲线应用本测控系统对被试件进行10次测试，其测试数据如表2所示．表2 RV减速器测试结果NδCD/(')δBX/(')δHC/(')T/(Nm/arc min)1-0.149～0.3410.4670.690122.3932-0.144～0.4570.5420.604121.8413-0.219～0.3550.4750.706121.8364-0.149～0.3030.4900.680121.7825-0.140～0.3120.4410.633122.2976-0.167～0.3470.4220.628121.7937-0.288～0.2900.2940.419128.9438-0.127～0.3540.5260.691122.1359-0.140～0.3120.4860.645121.68910-0.261～0.3190.4390.684121.698由表1和表2可知该RV减速器的性能参数均在额定参数的范围内，可满足使用要求，且具有良好的可靠性．经计算，除7次试验外，其余试验的方差和标准差值均小于0.1，说明该系统的稳定性和精确性高．经用户近一年使用，该系统可完成不同型号RV减速器的性能参数的测量，其测试精度提升至5″以内，由原来的单次实验仅测单一参数转化为单次实验可测多种参数，测试效率提升近1.5倍，降低了设备使用成本．经过试验和理论分析，该数据可为减速器的使用和制造商提供一定的指导意义．5 结语本文主要结合计算机技术和虚拟仪器技术，针对目前RV减速器性能测试单一、测试精度较低等现象，通过合理选择系统硬件、设计硬件结构并基于LabVIEW图形编程语言设计了一套RV减速器综合性能参数测控系统．该系统可对RV减速器的传递精度、背隙、刚度、回差、启停转矩、空载摩擦转矩、机械效率等基本参数进行精确测量．本系统硬件部分通过变频器直接转矩精确控制电机，利用NI板卡，实现各传感器信号精确采集．软件部分通过LabVIEW设计出具有良好交互的人机界面，该系统具有开发周期短、易操作和升级等特点．本系统较同类系统在测试精度、测试效率方面都有明显提高，且自动化程度高，可操作性好，但考虑到试验台本身的设计目标和设备的使用成本，本系统尚不能对RV减速器的振动、疲劳、噪声、寿命等进行测量．这是后续工作中需要研究的问题．参考文献【相关文献】[1] 黄兴,何文杰,符远翔.工业机器人精密减速器综述[J].机床与液压,2015,43(13):1-6[2] 张丰收,张琳琳,刘建亭,等.RV减速器动态特性研究综述[J].机械传动,2014(8)：174-176[3] 史旭东.新型机器人用RV减速器测试平台的设计与试验分析[J].制造业自动化.2016(9):141-146[4] 陈铁艳.精密行星伺服减速器静态测试系统的开发[D].成都:电子科技大学，2010[5] 邵文,唐进元,李松.基于传动误差数据的齿轮误差检测方法与系统[J].测控技术,2011,30(11):91-95[6] 弓宇,周晓菊,张敬彩,等.机器人用精密减速器传动精度试验方法的研究[J].机械传动,2016(8):134-138[7] 齐浩然,王晓玲,张林涛.RV精密减速器综合参数测量机的研制[J].机械传动.2016,6(36):10-15[8] 徐莉娜.基于LabVIEW的星齿行星减速器的性能测试系统的设计[D].西安：西安科技大学，2009[9] 李雨露.减速器性能检测试验台的研制[D].湘潭：湘潭大学，2013[10] 黄世全，金晅宏.基于LabVIEW的生产者/消费者模式的研究[J].电子科技，2017,9(30)：75-77[11] 徐立翔.LabVIEW状态机的研究及在运动控制中的应用[D].武汉：湖北工业大学，2012。

机器人用RV减速器动力学性能分析一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，机器人技术已经成为现代制造业、物流、医疗等领域中不可或缺的重要工具。

而机器人的性能优劣，尤其是其运动性能，直接关系到机器人的工作效率和精度。

RV减速器作为机器人关节驱动中的核心部件，其动力学性能直接影响到机器人的运动平稳性、定位精度以及使用寿命。

因此，对机器人用RV减速器的动力学性能进行深入分析，不仅有助于提高机器人的整体性能，而且对于推动机器人技术的进一步发展具有重要意义。

本文旨在全面分析机器人用RV减速器的动力学性能，通过理论建模、仿真模拟和实验研究等多种手段，探讨RV减速器的动态特性、振动特性、传动效率以及热特性等关键问题。

本文将对RV减速器的结构特点和工作原理进行详细介绍，为后续的动力学性能分析提供理论基础。

通过建立RV减速器的动力学模型，分析其动态响应特性和振动特性，揭示RV减速器在高速、高精度运动过程中的动力学行为。

再次，通过实验测量RV减速器的传动效率，分析影响传动效率的关键因素，并提出相应的优化措施。

对RV减速器的热特性进行研究，探讨其在长时间、高强度工作下的热稳定性和散热性能。

通过本文的研究，旨在为机器人用RV减速器的设计和优化提供理论依据和技术支持，推动机器人技术的持续发展和应用拓展。

本文的研究成果也可为其他相关领域的机械传动系统设计和分析提供有益的参考和借鉴。

二、RV减速器的基本原理和结构特点RV减速器，全称旋转矢量减速器，是一种高性能的传动装置，广泛应用于工业机器人、自动化设备以及精密机械等领域。

其核心在于通过特定的齿轮传动机构和行星架结构，实现输入轴和输出轴之间的减速增扭，从而满足机器人在高精度、高刚度、高效率方面的要求。

RV减速器的基本原理基于齿轮传动的力学特性。

在RV减速器内部，通过多级齿轮传动，使得输入轴的旋转速度和扭矩经过逐级减速和增大，最终传递到输出轴。

这种传动方式具有结构紧凑、传动平稳、噪音低等特点，能够有效地提高机器人的运动性能和定位精度。

rv减速器毕业设计RV减速器毕业设计一、引言随着科技的不断发展，机械工程领域的研究和应用也在不断推进。

在机械传动领域，减速器是一种非常重要的装置，它可以将高速旋转的输入轴转换为低速高扭矩的输出轴。

在众多减速器中，RV减速器因其结构紧凑、传动效率高等优点而备受关注。

因此，本文将探讨RV减速器的毕业设计。

二、RV减速器的原理与结构RV减速器是一种由行星齿轮传动和柔性齿轮传动组成的减速器。

其工作原理是通过输入轴和行星齿轮传动实现输入和输出轴之间的转速变换。

行星齿轮传动是通过行星齿轮与太阳齿轮和内齿轮之间的啮合来实现传动的。

而柔性齿轮传动则是通过柔性齿轮的弹性来实现传动。

RV减速器的结构紧凑，传动效率高，因此在工业机械和机器人等领域得到广泛应用。

三、RV减速器的设计要点1. 齿轮的选材与设计在RV减速器的设计中，齿轮是一个关键的部件。

齿轮的选材和设计直接影响着减速器的性能和寿命。

一般来说，齿轮应选择高强度、高硬度的材料，并进行合理的热处理。

同时，齿轮的设计应考虑到齿面接触应力、齿面强度等因素，以保证减速器的可靠性和稳定性。

2. 轴承的选择与布局RV减速器中的轴承起着支撑和定位的作用。

轴承的选择应考虑到承载能力、刚度和摩擦损失等因素。

同时，轴承的布局应合理，以减小传动过程中的振动和噪音。

3. 传动效率的提高RV减速器的传动效率直接影响着整个系统的能量损失和工作效率。

为了提高传动效率，可以采用优化的齿轮几何参数、减小齿轮啮合间隙、提高齿轮表面质量等方法。

四、RV减速器的应用领域由于RV减速器具有结构紧凑、传动效率高等优点，因此在众多领域得到广泛应用。

1. 工业机械在工业机械中，RV减速器可以用于各种传动装置，如输送带、机床、起重机等。

其结构紧凑的特点使得机械设备更加灵活，同时传动效率的提高也使得机械设备的工作效率更高。

2. 机器人在机器人领域，RV减速器被广泛应用于各种关节传动装置。

其结构紧凑、传动效率高的特点使得机器人具有更高的精度和稳定性。

方案｜机器人的关节—RV减速器智能制造解决方案RV减速器，以高刚度和高回转精度常被放置于精密机器人大臂、肩部等重负载位置。

作为机器人的“关节”，RV减速器让机器人更加柔性、多变、灵活。

同样，与其它减速器相比，RV减速器对材料科学、精密加工装备、加工精度，装配技术、高精度检测技术的要求都更高。

在RV减速器的制造过程中，经常面临工件结构复杂导致的检测困难、编程复杂、部件匹配困难等问题。

RV减速器智能制造解决方案海克斯康提供的RV减速器自动检测及匹配方案，以专业的测量设备和权威的测量软件为平台，加之针对工件定制化开发的装夹、检测、结果判定、自动匹配、定制报告等一体化的解决方案，实现RV减速器关键部件测量及装配过程的自动化、智能化。

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机器人用RV减速器综合性能试验台技术研究与开发
王瑞欣;刘红旗;张敬彩;弓宇;吴哲
【期刊名称】《机械传动》
【年(卷),期】2018(42)12
【摘要】针对RV减速器的各种性能及精度的试验检测,研制了RV减速器综合性能试验台,可完成传动精度、扭转刚度、背隙、启动停止转矩及空载摩擦转矩等项目测试。

试验台基于光、机、电等先进测量技术,提出了光栅高频细分、精密装配和误差补偿等专有技术,实现了高达1″的高精度测量和多性能综合测量,并实现了系列化。

通过用户使用验证,完全满足工程试验测试需求。

【总页数】3页(P143-145)
【关键词】RV减速器;试验台;检测
【作者】王瑞欣;刘红旗;张敬彩;弓宇;吴哲
【作者单位】机械科学研究总院中机生产力促进中心
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.46
【相关文献】
1.机器人用RV减速器动态性能试验系统研究与应用 [J], 单玉兵;位云成;史旭东
2.机器人RV减速器摆线轮在线检测关键技术研究 [J], 孙彬;杜虎兵;王建华;李兵
3.RV减速器综合性能检测试验台的设计 [J], 郑鹏;孙瑞;赵文辉;梁全;刘晓超;郭光雨
4.SG与RV减速器综合性能对比分析 [J], 赵巧绒;王雪雯;王鑫;张宏伟
5.一种可测试不同型号RV减速器性能试验台的设计 [J], 王子豪;王成;潘世林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。