开放式谐波减速器传动精度测量仪的设计

论文摘要

本论文依托于重庆清平机械厂重点研究项目“开放式谐波减速器传动精度检测仪的研制”(项目批准号:JG2010004)。项目要求研制一台开放式谐波减速器传动精度测量仪,系统地解决该厂生产的多种型号谐波减速器传动精度检测问题,提高该厂的产品质量。项目对开发装置的可靠性、测量精度、测量空间范围等参数提出了较高的要求。在系统分析国内外同类装置的发展状况、优缺点,谐波减速器传动误差、回差的来源,传动精度测量原理等的基础上,针对项目提出的对测量装置在精度、可靠性、安装灵活性等方面的要求,本文提出了设计、开发开放式谐波减速器传动精度测量装置的方案。本文详细地研究了开放式测量技术,确定开放式机械结构最终设计方案,从机械原理上对开放式关键结构进行静力学分析和可行性论证,为优化结构设计提供依据,并按设计要求完成机械结构测量平台的虚拟搭建,最终完成整个机械测试平台的实物加工和整体装配。针对项目提出的对测量系统测试项目和测试功能的要求,结合数据库开发技术、串口通信技术、数据采集和处理技术和软件编程技术等实现软件测试平台的开发。根据传动精度测量要求,规划软件系统主流程和各个功能模块,实现了数据库管理、运动控制、实时数据采集与显示,数据处理等功能,并在分析定位误差来源基础上进行测试方法改进,提高定位精度。对整个测量系统进行调试试验,分析测量误差来源,并采用数字滤波技术对系统误差进行了补偿。最后通过产品测试实验证明各项关键参数指标均达到了设计要求,验证了开放式谐波减速器传动精度测量仪设计方案等的正确性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 国外测量仪的发展状况
• 1.2.2 国内测量仪的发展状况
• 1.3 论文的主要研究内容
• 2 开放式谐波减速器传动精度测量仪的工作原理和方案设计
• 2.1 开放式谐波减速器传动精度测量仪测试原理
• 2.1.1 谐波齿轮传动简介
• 2.1.2 测量方法的选择
• 2.1.3 传动误差的概念和来源
• 2.1.4 传动误差的测量原理
• 2.1.5 回差的概念和来源
• 2.1.6 回差的测量原理
• 2.2 开放式谐波减速器传动精度测量仪的总体设计
• 2.2.1 预期功能
• 2.2.3 总体设计
• 2.3 本章小结
• 3 开放式谐波减速器传动精度测量仪硬件系统的设计与实现
• 3.1 开放式谐波减速器传动精度测量仪硬件类型选择
• 3.1.1 角位移传感器选择
• 3.1.2 数据采集卡选择
• 3.1.3 驱动硬件选择
• 3.1.5 联轴器选择
• 3.2 开放式谐波减速器传动精度测量仪开放式机械结构设计
• 3.2.1 开放式结构设计概述
• 3.2.2 机械结构组成
• 3.2.3 输入测量端结构
• 3.2.4 输出测量端结构
• 3.2.5 整体装配
• 3.3 本章小结
• 4 开放式谐波减速器传动精度测量仪软件系统的编制
• 4.1 开放式谐波减速器传动精度测量仪软件系统的总体设计
• 4.1.1 软件系统功能需求分析
• 4.1.2 软件系统功能结构设计
• 4.1.3 功能模块划分
• 4.2 开放式谐波减速器传动精度测量仪软件系统开发工具的选取
• 4.2.1 数据库的选择
• 4.2.2 应用程序开发工具选取
• 4.2.3 数据库的设计与操作
• 4.3 开放式谐波减速器传动精度测量仪软件系统界面设计
• 4.3.1 启动界面设计
• 4.3.2 用户操作界面设计
• 4.4 开放式谐波减速器传动精度测量仪软件系统功能模块与实现
• 4.4.1 参数配置模块
• 4.4.2 串口通信模块
• 4.4.3 运动控制模块
• 4.4.4 数据采集模块
• 4.4.5 数据处理模块
• 4.4.6 数据存储模块
• 4.4.7 历史数据查询和报告生成模块
• 4.5 定位精度测试补偿
• 4.6 本章小结
• 5 开放式谐波减速器传动精度测量系统误差分析与调试实验验证
• 5.1 误差分析
• 5.2 系统调试
• 5.3 开放式同轴同步测试实验
• 5.3.1 实验条件
• 5.3.2 实验步骤
• 5.3.3 实验结果分析
• 5.4 产品测试实验
• 5.4.1 实验条件
• 5.4.2 实验步骤
• 5.4.3 实验结果分析
• 5.5 不确定度分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目