CN113790252B - 一种复合导杆柱轮传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合导杆柱轮传动装置，其中，用于输出转矩的柱轮和用于连接引擎的构成太阳轮的输入中心齿轮是以彼此转动耦合的方式传动联接的，将输入中心齿轮输入的驱动转矩利用长度随时间周期性变化的力臂间接地传递到柱轮，从而源自输入中心齿轮的驱动转矩关于柱轮的旋转角位是周期性波动变化的。
Description
技术领域
本发明涉及机械工业技术领域，尤其涉及一种复合导杆柱轮传动装置。
背景技术
精密减速器是工业机器人核心部件，其性能优劣直接影响机器人的精度寿命。目前各个机器人厂家检测精密减速器性能，通常直接将精密减速器安装到工业机器人上，然后在工控机上编程，分配给减速器正转、停歇、反转等节拍，然后工业机器人分别在空载和负载两种情况按照给定规律反复运动，通过检测设备监测工业机器人的重复运动精度、噪声、减速器温升等性能指标，在控制电机和系统不变的情况下，判断精密减速器性能。
CN 113310687 A公开了一种精密减速器多工况综合性能实验台及其使用方法，属于精密减速器测试技术领域。该发明通过设计等效机器人转臂、转轴离合器、磁粉制动器，不仅可以实现多负载工况调整，同时可以避免反复移动实验台带来精度不足的问题；设计驱动电机的控制方式实现多驱动工况；通过多负载工况配合多驱动控制方式的调整，使测试环境更加多样化且更加贴近真实工作环境，从而模拟更加真实的工业机器人用精密减速器作业工况；进一步地，通过多样化测试设备，实现对被测精密减速器综合性能的全面测试，解决了现有实验台测试功能单一的问题；再进一步地，通过减速器安装支架实现不同型号和规格精密减速器测试，解决了现有实验台测试种类单一的问题。
CN 106644463 A公开了一种用于精密减速器动态测试装置，能够测试高精度精密减速器在各种负载情况下的传动误差和传动效率等多项性能参数。其包括底座以及置于上方的伺服电机、联轴器、角度编码器、安装法兰盘、待测精密减速器安装支座、输出连接法兰、磁粉制动器、扭矩传感器和电动滑台，其中安装法兰盘和输出连接法兰都能进行更换，即可实现多类多型号精密减速器的测试。相比其它测试仪器，该发明可测量在各种负载情况下的传动精度和传动效率等使用性能参数，性能可靠，测试负载重复定位精度较好，更换被测对象操作简单，安装定位精度高，成本较低。
CN 106644468 A公开了一种工业机器人用精密减速器测试试验台，包括：具有水平台面的试验台体；固定在实验台体的试验台支架，该支架竖直固定在水平台面上，支架的顶端固定有负载；在负载的下方通过联轴器连接有传动精度与效率仪，该精度与效率仪的下方通过联轴器与固定在试验台体上的精密减速器的输出轴连接；精密减速器的输入轴由固定在试验台体下方的驱动电机驱动；在精密减速器输入轴处的设有检测精密减速器位置、角度和角加速度的光栅编码器；在所述水平台面上还设有检测精密减速器角位移的光栅；检测过程中，所述的驱动电机带动所述的精密减速器工作，所述的光栅编码器和光栅获取减速器的精密减速器位置、角度、角加速度和角位移，完成当前减速器的测试。
由于机器人在实际运行中运动轨迹复杂多变，使得减速器的运转速度、加速度不是始终匀速的，常常是多变的非线性变化的，因此各个厂家在测试减速器时，分配给减速器正转、停歇、反转等节拍是因厂而变的，没有一个统一的路径和标准。由于机器人种类繁多、机器人重复精度检测设备通常比较昂贵，减速器生产厂家不具备机器人厂家的条件，因而减速器生产厂家在测试减速器精度寿命时，常常用简单的检测设备检测减速器正转一定时间、停歇、反转一定时间后的精度、噪声和温升，周而复始，这个过程需要控制器通过编程控制电机不停地正转、停歇、反转相互交替运转，进而带动减速器不停地运动或停歇，这个过程正转和反转运动通常是匀速运动的，各个厂家对减速器正转、停歇、反转节拍也是因厂而定，各自独立，也没有一个统一的节律和标准。显然减速器生产厂家与机器人生产厂家在检测精密减速器精度寿命方面存在很大差异，减速器厂家的检测过程过于简化，对机器人工作过程经常加速减速运动缺乏检测，检测结果与减速器实际使用偏差很大。减速器厂家急需改进检测设备和检测方法，使减速器检测过程更接近机器人用减速器实际工作过程。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明的目的在于通过技术创新设计一种由导杆柱轮传动装置和完全齿轮或非完全齿轮相复合的复合导杆柱轮传动装置，该装置不需要传统必备控制器和编程工作，提供一种周而复始有变速正转、停歇、变速反转的运动。由于该装置可以复合多个导杆柱轮传动装置及多个完全齿轮或一个或多个非完全齿轮，因而在不需要控制器和编程工作的情况下就可以通过一台电机的驱动实现复合导杆柱轮传动装置同时测试多台减速器的性能，为批量化快速检测减速器性能提供新路径。该装置由普通齿轮、圆柱和杆件构成，结构简单制造容易成本低，运行可靠稳定。
本发明公开了一种复合导杆柱轮传动装置，其中，用于输出转矩的柱轮和用于连接引擎的构成太阳轮的输入中心齿轮是以彼此转动耦合的方式传动联接的，将输入中心齿轮输入的驱动转矩利用长度随时间周期性变化的力臂间接地传递到柱轮，从而源自输入中心齿轮的驱动转矩关于柱轮的旋转角位是周期性波动变化的。
一种复合导杆柱轮传动装置，其包括用于输出转矩的柱轮和用于连接引擎的输入中心齿轮，该输入中心齿轮构成太阳轮，其中，所述柱轮是通过设置于其至少单侧表面上的至少一个圆柱销来承受来自所述输入中心齿轮的驱动转矩的，源自所述输入中心齿轮的所述驱动转矩是通过保持在所述圆柱销上的定轴导杆来间接地传递的，其中，用于驱动所述圆柱销的所述定轴导杆是以两端分别连接于与所述柱轮旋转轴线共线的旋转轴与所述圆柱销的方式来确定所述定轴导杆的延伸方向的，进而确定以所述定轴导杆的旋转轴为转动点的力臂，其中，间接地传递的所述驱动转矩关于所述柱轮的旋转角位是周期性波动变化的。
优选地，驱动转矩的间接传递是如下实现的，即，源自所述输入中心齿轮的所述驱动转矩经由与输入中心齿轮啮合的定轴齿轮传递到偏心设置在所述定轴齿轮侧面上的至少一个孔槽，且经由所述至少一个孔槽传递给所述定轴导杆。
优选地，力臂的长度的周期性变化是由A、B和C三者来限定的，其中，A：所述定轴齿轮的运动状态；B：以可转动的方式保持在所述定轴齿轮的所述至少一个孔槽内的转动块的运动状态；C：以不可相对所述柱轮位移地设置于其至少单侧表面上的圆柱销的运动状态。
优选地，转动块开设有用于容纳所述定轴导杆的至少部分区域的转动滑槽，以通过所述转动滑槽限制所述定轴导杆的运动和/或驱动所述定轴导杆。
优选地，在所述定轴导杆上在与第一轴心相对的另一端配置有能够与所述圆柱销相连的导杆圆柱套，其中，所述定轴导杆旋转轴线过所述第一轴心。
优选地，定轴导杆通过所述导杆圆柱套与所述圆柱销的连接带动所述柱轮转动，其中，所述柱轮的运动方式受限于所述定轴导杆基于力臂的长度的周期性变化而确定。
优选地，柱轮能够通过啮合于至少一个定轴输出轮的方式连接于不同减速器的输入端，以基于所述柱轮的不同运动方式而实现至少一个所述减速器在不同变速情况下的测试。
优选地，柱轮能够基于所述减速器所需进行的不同测试工作而以完全齿轮或非完全齿轮的方式配置，所述定轴输出轮能够相应地配置为齿数对应的齿轮。
优选地，转动块随所述定轴齿轮旋转时进行的周向运动在所述定轴齿轮上的运动轨迹能够在0°到360°之间，优选为10°到360°，在某些角度如180°时能够产生较为有利的转矩，其中，在多圈旋转的情况下，能够超出360°。
一种复合导杆柱轮传动装置，其包括至少一个导杆机构和连接于导杆机构的柱轮，其中，导杆机构包括定轴齿轮、转动块和定轴导杆。绕第二轴心转动的定轴齿轮以偏心设置的方式在部分区域开设有与转动块结构匹配的孔槽以活动连接于绕第四轴心转动的转动块，以使得定轴导杆能够绕相对于第二轴心和第四轴心均偏心设置的第一轴心转动，从而通过带动柱轮的转动以输出动能，其中，定轴导杆及柱轮的运动方式是基于第一轴心、第二轴心和第四轴心之间的距离而确定。
优选地，至少一个定轴齿轮能够与连接于驱动电机的输入中心齿轮相啮合，以使得驱动电机产生的动能能够通过至少一个导杆机构传递至柱轮。
优选地，定轴齿轮在输入中心齿轮的驱动下能够带动转动块绕第二轴心转动，且转动块至少还能够在孔槽中绕第四轴心转动而实现多自由度的运动。
优选地，转动块开设有用于容纳定轴导杆的部分区域的转动滑槽，以基于转动块的多自由度运动而使得被限定于转动滑槽的定轴导杆的部分区域随定轴导杆的转动而变化。
优选地，转动滑槽的槽体延伸方向能够基于转动块的多自由度运动而变化，且转动滑槽的槽体延伸方向在运动过程中能够始终与对应的定轴导杆的杆体延伸方向共线。
优选地，定轴导杆在相对位于第一轴心的另一端通过导杆圆柱套与设置于柱轮上的圆柱销连接，以使得导杆机构能够通过导杆圆柱套和圆柱销的连接带动柱轮以相应的运动方式进行转动。
优选地，圆柱套能够以结构匹配的方式连接于在柱轮上对应配置的圆柱销，以消除圆柱套和对应的圆柱销之间的间隙带来的传动过程不良影响。
优选地，柱轮能够沿周向布设有若干圆柱销，圆柱销的配置数量能够基于导杆机构的数量而确定，其中，多个导杆机构向对应的圆柱销施加的作用力能够促成柱轮的平稳运动。
优选地，柱轮能够通过啮合于至少一个定轴输出轮的方式连接于不同减速器的输入端，以基于柱轮的不同运动方式而实现至少一个减速器在不同变速情况下的测试。
优选地，柱轮能够基于减速器所需进行的不同测试工作而以完全齿轮或非完全齿轮的方式配置，定轴输出轮能够相应地配置为齿数对应的齿轮。柱轮至少在有齿部分与定轴输出轮的轮齿相啮合，以带动定轴输出轮转动。
优选地，第一轴心至第二轴心的距离定为第一长度，第二轴心至第四轴心的距离定为第二长度，基于第一长度与第二长度的大小关系能够确定定轴导杆的运动方式，从而确定在定轴导杆的驱动下柱轮的运动方式。进一步地，当第一长度小于第二长度时，定轴导杆能够作整周的回转，以使得导杆机构构成转动导杆机构；当第一长度大于第二长度时，定轴导杆只能作摆动，不能完成一周的回转，以使得导杆机构构成摆动导杆机构。转动导杆机构能够以变速的方式实现一周的回转运动，以使得定轴导杆能够在一个运动周期中完成加速运动与减速运动的切换。摆动导杆机构基于来回摆动过程中的急回特性，使得分别在来回过程中的行程速度不同，在两个不同方向的回转中，一个方向快速急回，而相对的另一方向慢速回转，且由于其传动角始终为90°，且压力角为0°，因此其还具有很好的传力性能。
根据一种优选实施方式，摆动导杆机构在来回摆动过程中基于急回特性而使得在输入中心齿轮的定速驱动下，以一定角速度和线速度转动的定轴齿轮带动转动块绕第二轴心同轴转动，使得转动块能够在定轴导杆上滑动的同时，驱动定轴导杆以变速的运动方式进行来回摆动，以通过圆柱销带动柱轮来回摆动，其中，由于定轴导杆的往返摆动行程和往返速度不同，返程速度快于往程速度，使得用户能够基于自身需求而确定摆动导杆机构在往程和返程中的用途。
优选地，基于第一长度与第二长度的大小关系并结合柱轮和定轴输出轮的齿轮结构以确定与柱轮啮合的定轴输出轮的运动方式，其中，运动方式可包括连续运动和间歇运动。连续运动为运动过程的连续不间断进行。间歇运动为运动过程与停歇过程的交替进行。定轴输出轮在进行运动过程时能够完成整周回转运动、来回摆转运动或来回回转运动，以对减速器进行多种变速测试工作。进一步地，对于配置有多个定轴输出轮的情况，能够分别连接于多个减速器以同时进行多种变速的测试工作，从而基于成本的减少来高效地同时获取多台减速器的性能，为批量化快速检测减速器性能提供新路径。
附图说明
图1是本发明传动装置在实施例1中的整体结构示意图；
图2是本发明传动装置在实施例1中的简化结构示意图；
图3是本发明传动装置在实施例2中的整体结构示意图；
图4是本发明传动装置在实施例2中的受力示意图。
附图标记列表
1：柱轮；2：输入中心齿轮；3：定轴齿轮；4：转动块；41：转动滑槽；5：定轴输出轮；6：定轴导杆；61：导杆圆柱套；7：圆柱销；O1：第一轴心；O2：第二轴心；O3：第三轴心；O4：第四轴心；F1：第一作用力；F2：第二作用力；F3：第三作用力。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
实施例1
如图1所示为本发明传动装置在实施例1中的整体结构示意图，如图2所示为本发明传动装置在实施例1中的简化结构示意图。
本发明公开了一种复合导杆柱轮传动装置，其包括能够分别绕各自的旋转轴线进行转动的定轴齿轮3和定轴导杆6，其中，定轴齿轮3和定轴导杆6能够以彼此旋转轴线并行但不共线的方式安装在机架(图中未示出)上，且定轴齿轮3的旋转轴线可过第二轴心O2，定轴导杆6可过第一轴心O1，即第一轴心O1与第二轴心O2偏心设置。
优选地，定轴齿轮3能够与直接连接于驱动电机的输入中心齿轮2相啮合，以使得驱动电机产生的动力能够通过驱动输入中心齿轮2的旋转来带动定轴齿轮3绕其旋转轴线转动。进一步地，输入中心齿轮2在驱动电机的驱动作用下能够绕过第一轴心O1的旋转轴线转动，即输入中心齿轮2的旋转轴线可与定轴导杆6的旋转轴线共线，其中，共线的含义为两条旋转轴线处于同一条直线上，但并非意味着输入中心齿轮2和定轴导杆6的转轴杆相同。
优选地，复合导杆柱轮传动装置仅通过输入中心齿轮2与驱动电机相连，以使得其他组件的运动均是由输入中心齿轮2直接地或间接地驱动。
优选地，定轴齿轮3的至少部分区域能够开设有孔槽以用于安装与孔槽结构相配的转动块4，其中，转动块4以可转动的方式保持在孔槽内，以使得转动块4能够在开设于定轴齿轮3侧面(图1中垂直于纸面方向)上的该孔槽中灵活转动。进一步地，转动块4所在旋转轴线可过第四轴心O4，其中，第四轴心O4与第二轴心O2偏心设置，以使得转动块4能够在定轴齿轮3绕第二轴心O2所在旋转轴线转动时一同转动。因此，转动块4至少能够进行两个自由度的运动，其中，第一个自由度为转动块4在孔槽的限定空间内以第四轴心O4为中心进行转动，第二个自由度为转动块4随定轴齿轮3绕第二轴心O2所在旋转轴线进行转动。
优选地，转动块4可以呈如圆柱状/圆锥结构的回转体，以使得转动块4在与其结构相配的孔槽中围绕第四轴心O4所在转动轴线的转动更加顺畅。进一步地，在转动块4的侧面(图1中垂直于纸面方向)开设有用于容纳定轴导杆6的至少部分区域的转动滑槽41(优选呈条状结构)，以通过转动滑槽41限制定轴导杆6的运动(即，在第一自由度运动是受限的)和/或驱动定轴导杆6，特别是在第二个自由度上的旋转运动，其中，转动滑槽41的开设位置是经过第四轴心O4的。优选地，基于转动块4的运动，转动滑槽41的槽体延伸方向能够始终与对应的定轴导杆6的杆体延伸方向同向且共线。换言之，定轴导杆6的中心线能够同时过第一轴心O1及对应转动块4的第四轴心O4。
优选地，在输入中心齿轮2带动定轴齿轮3旋转时，随定轴齿轮3旋转的转动块4的第四轴心O4绕定轴齿轮3的第二轴心O2做圆周运动，该圆周运动所描绘的转动块4在定轴齿轮3上的运动轨迹可以在0°到360°之间，优选为10°到360°，在某些角度如180°时可以产生较为有利的转矩。当然在多圈旋转的情况下，可以超出360°。由于硬质材质制成的定轴导杆6的相对刚性，在任一时刻第一轴心O1及第四轴心O4位置确定的情况下，转动滑槽41的槽体延伸方向及定轴导杆6的杆体延伸方向相对确定。因此，基于定轴导杆6的设置长度，在确定第一轴心O1及第四轴心O4位置的情况下，定轴导杆6上相对位于第一轴心O1的另一端的位置也能够确定。转动滑槽41与定轴导杆6的接触位置决定了复合导杆柱轮传动装置的传动比，也就是说，定轴齿轮3上的设置多个径向位置不同的孔槽就可以得到相应的预定传动比。
优选地，转动滑槽41构成转动块4的面接触式受力施力部，也就是说，定轴导杆6与转动滑槽41在双方向运动的情况下均以面接触的方式受力施力。此外，转动滑槽41与定轴导杆6的接触面积相对于转动块4而言，是由转动块4的直径乘以厚度来构成的。同时，转动滑槽41与定轴导杆6的接触面积相对于定轴导杆6而言，占据定轴导杆6的受力侧面的面积是不可忽视的，优选为1％到20％，特别优选3到10％。
优选地，在定轴导杆6上在与第一轴心O1相对的另一端可配置有能够与圆柱销7相连(例如套装于圆柱销7)的导杆圆柱套61，其中，圆柱销7能够设置于柱轮1上，以使得在定轴齿轮3的驱动下运动的定轴导杆6能够通过连接的圆柱销7带动柱轮1转动。进一步地，位于径向远端的导杆圆柱套61能够与柱轮1上优选也位于径向远端的圆柱销7结构相匹配，以避免导杆圆柱套61与圆柱销7之间存在的间隙在转动方向交替时发生撞击而引起零件损坏和/或产生噪声等情况。优选地，定轴导杆6与导杆圆柱套61之间可采用加固措施以避免两者连接处的因受力不均等情况而引发断裂。
优选地，呈圆盘状的柱轮1能够绕第一轴心O1转动，即柱轮1与定轴导杆6转动轴线共线，意味着两者具有相同的运动趋势。定轴导杆6通过圆柱销7带动柱轮1转动时，与柱轮1啮合的定轴输出轮5能够绕第三轴心O3转动，其中，第三轴心O3可与第一轴心O1、第二轴心O2及第四轴心O4均平行但偏心设置。第三轴心O3是基于所需传动的位置而设置的。
固定在机架上的定轴齿轮3和定轴导杆6能够与转动块4构成导杆机构，其中，定轴导杆6、定轴齿轮3和转动块4可以分别绕各自的轴心转动，即分别为第一轴心O1、第二轴心O2及第四轴心O4，将第一轴心O1至第二轴心O2的距离(0102)定为第一长度，将第二轴心O2至第四轴心O4的距离(0204)定为第二长度，定轴导杆6的运动方式基于第一长度与第二长度的大小关系而确定。优选地，当第一长度小于第二长度时，定轴导杆6能够作整周的回转，以使得三者构成转动导杆机构；当第一长度大于第二长度时，定轴导杆6只能作摆动，不能完成一周的回转，以使得三者构成摆动导杆机构。转动导杆机构能够以变速的方式实现一周的回转运动，以使得定轴导杆6能够在一个运动周期中完成加速运动与减速运动的切换。摆动导杆机构基于来回摆动过程中的急回特性，使得分别在来回过程中的行程速度不同，即在两个不同方向的回转中，一个方向快速急回，而相对的另一方向慢速回转，以使得在慢速回转的过程中基于较小的平均速度而使得工作形成平稳，而在快速急回的过程中以更短的耗费时间来实现工作效率的提高。进一步地，基于第一长度和第二长度的关系而构成的摆动导杆机构由于其传动角始终为90°，且压力角为0°，因此其还具有很好的传力性能。
导杆机构一侧通过输入中心齿轮2接收驱动电机产生的动能，另一侧通过设置有圆柱销7的柱轮1将动能传递至定轴输出轮5，以使得具有单个导杆机构的传动装置实现了传动功能。
实施例2
本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。
如图3所示为本发明传动装置在实施例2中的整体结构示意图，如图4所示为本发明传动装置在实施例2中的受力示意图。
本发明公开了一种复合导杆柱轮传动装置，通过在一个传动装置中采用多个传动部件的方式实现传动，以改善仅采用单个导杆机构的传动装置中柱轮1受力不均的问题。
优选地，输入中心齿轮2能够与多个定轴齿轮3相互啮合，以使得驱动电机在启动输入中心齿轮2转动的情况下，输入中心齿轮2能够同时带动多个定轴齿轮3转动，其中，基于同个输入中心齿轮2的带动使得多个定轴齿轮3能够以相同的旋转方向和相同的旋转速度转动。优选地，多个定轴齿轮3各自的第二轴心O2到输入中心齿轮2的第一轴心O1的距离相等，且呈对称的设置。进一步地，多个定轴齿轮3的尺寸结构相同，以使得在同个输入中心齿轮2的带动下，各定轴齿轮3具有相同的运动，其中，尺寸结构相同可包括各定轴齿轮3的半径至少相同，且各定轴齿轮3上开设的孔槽及孔槽内相应配置的转动块4结构相同、位置对称。
优选地，基于定轴齿轮3的数量配置有相应数量的定轴导杆6，以使得各定轴导杆6能够分别安装于对应转动块4的转动滑槽41内，从而构成多个导杆机构，其中，基于定轴齿轮3上以位置对称的方式设置的转动块4使得若干定轴导杆6能够相对于第一轴心O1对称分布。各定轴导杆6相对位于第一轴心O1的另一端分别通过各自的导杆圆柱套61与相应圆柱销7连接，以使得各导杆机构能够相应地通过设置在同一柱轮1上的不同圆柱销7来带动柱轮1的转动。柱轮1的转动能够带动与之啮合的若干定轴输出轮5转动，以此实现主体由多个导杆机构构成的复式导杆柱轮传动装置，其中，定轴输出轮5的配置数量可不受导杆机构配置数量的限制，而能够基于输出端的需求而设置。
进一步地，基于对称设置的若干导杆机构，使得在柱轮1上与各定轴导杆6连接的相应圆柱销7总的受力平衡，大大改善了柱轮1传动的平稳性，进而改善了整个传动装置的运动稳定性。
根据一种优选实施方式，复合导杆柱轮传动装置可配置有三个导杆机构以用于传动，其中，三个导杆机构可分别定为第一导杆机构、第二导杆机构和第三导杆机构，且三个导杆机构的结构位置相对于第一轴心O1对称设置。相对于第一轴心O1旋转对称的三个导杆机构分别与同一输入中心齿轮2的不同区域啮合，以使得绕第一轴心O1旋转的输入中心齿轮2能够同时带动三个导杆机构转动，其中，三个导杆机构的定轴导杆6在第一轴心O1处相互之间的夹角能够均维持在120°，以保证在通过各自对应的圆柱销7对柱轮1进行传动时柱轮1的受力均匀。进一步地，第一导杆机构、第二导杆机构和第三导杆机构能够分别通过各自定轴导杆6上的导杆圆柱套61与设置于同一柱轮1上的第一柱销、第二柱销和第三柱销连接，以使得基于驱动电机对输入中心齿轮2的驱动而通过第一导杆机构、第二导杆机构和第三导杆机构分别对第一柱销、第二柱销和第三柱销施加第一作用力F1、第二作用力F2和第三作用力F3。三个柱销分别将第一作用力F1、第二作用力F2和第三作用力F3传递至同一柱轮1时，基于三个传动机构的对称设置方式，得出三个作用力之间的如下关联公式：
F1+F2+F3＝0
由此可知，在三个作用力的平衡下使得柱轮1的传动更加平稳。此外，传动装置配置有四个分别与同一柱轮1不同区域啮合的定轴输出轮5，以使得柱轮1转动过程中能够以更平稳的传动方式传输于四个定轴输出轮5，以提高整个传动装置的运动稳定性。优选地，四个定轴输出轮5可相对于第一轴心O1对称设置，以进一步提高传动稳定性。
根据一种优选实施方式，相互啮合的柱轮1与定轴输出轮5可以是齿轮，其中，柱轮1既可以是完全齿轮，也可以是非完全齿轮。相对而言，柱轮1为主动轮，而定轴输出轮5为从动轮，基于作为主动轮的柱轮1的结构差异及导杆机构的结构差异，使得作为从动轮的定轴输出轮5能够以不同的运动方式进行转动。
优选地，柱轮1可配置为完全齿轮，以使得在第一长度小于第二长度时，柱轮1能够基于定轴导杆6的整周回转运动而同步运动，与柱轮1啮合的定轴输出轮5基于齿数的不同而具有不同的转动圈数，各圈的转速随柱轮1转速的变化而不同，其中，基于柱轮1与定轴输出轮5的啮合关系，使得定轴输出轮5也能够随柱轮1的整周回转运动，整周回转运动为沿单一方向进行的回转运动，且至少能够转过一个完整的圆周轨迹。例如，柱轮1在导杆机构的传动下以先加速后减速的变化方式转动时，基于柱轮1与定轴输出轮5之间齿数的比值确定柱轮1转过一圈对应的定轴输出轮5所需转动的圈数，从而根据柱轮1转速的变化情况对应于定轴输出轮5在每圈中的转速。当减速器的输入轴与定轴输出轮5相连时，减速器也会随定轴输出轮5进行多种变速运动，从而实现一台电机输入而对多种减速器依次或同时进行多种变速的测试工作，其中，在仅设置一个与柱轮1啮合的定轴输出轮5时，可通过对定轴输出轮5的更换实现依次的多种变速测试；在同时设置多个与柱轮1啮合的定轴输出轮5时，可通过分别配置不同齿数的定轴输出轮5以实现同时的多种变速测试。同时进行多种变速测试既能够节省测试所花费的时间，也能够减少测试过程中的能量消耗及设备损耗，因此在大幅度降低了各项成本的同时，通过传动装置实现了对减速器的精准检测。
优选地，柱轮1可配置为完全齿轮，以使得在第一长度大于第二长度时，只能在一定范围内来回摆转而无法完成整周回转运动的定轴导杆6能够带动柱轮1同步完成来回摆转，使得与柱轮1相啮合的定轴输出轮5能够基于齿数的不同而做来回摆转运动或来回回转运动。柱轮1在做来回摆转的一个运动周期内存在一个交替节点将一个完整的运动周期划分为两个相等时间长度的部分，其中，若定轴输出轮5转过一圈的周期长于半个柱轮1来回摆转运动周期，则定轴输出轮5做来回摆转运动，来回摆转运动为沿齿轮转动的正、反方向交替运动，且不能转过一个完整的圆周轨迹，只能在完整圆周中的部分圆弧轨迹中来回摆动，即正、反方向交替的时间节点之间的时长短于齿轮转过完整圆周所用的时长，在齿轮还未转过完整圆周时就发生了转动方向的反转，而沿相反的转动方向继续运动，从而形成在圆弧轨迹内的小幅度摆动；反之，若定轴输出轮5转过一圈的周期短于半个柱轮1来回摆转运动周期，则定轴输出轮5做来回回转运动，其中，来回回转运动为沿齿轮转动的正、反方向交替运动，且至少能够转过一个完整的圆周轨迹，在达到正、反方向交替的时间节点时以相反的转动方向进行回转运动，即正、反方向交替的时间节点之间的时长长于齿轮转过完整圆周所用的时长，在齿轮已转过至少一个完整圆周时才发生转动方向的翻转，而沿相反的转动方向继续运动，从而形成在至少一个圆周轨迹内的大幅度回转。基于不同减速器所需进行的测试工作内容，而适应地选择相应齿数的定轴输出轮5以连接于减速器的输入端，从而实现来回摆转或来回回转过程的测试。
优选地，柱轮1可配置为非完全齿轮，以基于柱轮1齿数的不完整，使得定轴输出轮5具有运动过程与间歇过程的交替，且根据运动与间歇时间可确定定轴输出轮5的齿数与位置。根据柱轮1配置的不同齿形结构，而使得定轴输出轮5的转动方式也不相同。当柱轮1的有齿部分与定轴输出轮5的轮齿啮合时，定轴输出轮5随柱轮1转动；当柱轮1的有齿部分与定轴输出轮5的轮齿脱离啮合时，驱动定轴输出轮5转动的作用力消失而使得定轴输出轮5停歇不动。因此，在柱轮1的整个转动周期内，定轴输出轮5能够实现时动时停的间歇运动。进一步地，在柱轮1的有齿部分与定轴输出轮5的轮齿啮合时，作为非完全齿轮的柱轮1与定轴输出轮5的传动过程跟作为完全齿轮的柱轮1与定轴输出轮5的传动过程一致，需根据第一长度与第二长度之间的大小关系及定轴输出轮5的齿数而确定定轴输出轮5进行整周回转运动、来回摆转运动或来回回转运动。进一步地，在柱轮1的有齿部分与定轴输出轮5的轮齿脱离啮合时，即柱轮1对应于定轴输出轮5的区域转动至无齿部分时，柱轮1的转动无法作用于定轴输出轮5以使得定轴输出轮5运动停歇，进而使得与定轴输出轮5相连的减速器也实现运动停歇，直到随着柱轮1的继续转动而使有齿部分再次与定轴输出轮5的轮齿相啮合时带动定轴输出轮5继续运动，以通过定轴输出轮5的间歇运动实现减速器的间歇运动。优选地，减速器在需要测试间歇运动时可通过配置非完全齿轮的柱轮1实现转动过程和停歇过程的交替，其中，在需要对减速器的转动过程进行特定规则的测试时能够通过对导杆机构和/或定轴输出轮5进行调节或替换，以实现特定的转动过程。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
Claims (8)
1.一种批量化快速检测减速器性能的装置，其中，用于输出转矩的柱轮(1)和用于连接引擎的构成太阳轮的输入中心齿轮(2)是以彼此转动耦合的方式传动联接的，
其特征在于，
将所述输入中心齿轮(2)输入的驱动转矩利用长度随时间周期性变化的力臂间接地传递到所述柱轮(1)，从而源自所述输入中心齿轮(2)的驱动转矩关于所述柱轮(1)的旋转角位是周期性波动变化的；
还包括能够分别绕各自的旋转轴线进行转动的定轴齿轮(3)和定轴导杆(6)；
所述柱轮(1)能够通过啮合于至少一个定轴输出轮(5)的方式连接于不同减速器的输入端，以基于所述柱轮(1)的不同运动方式而实现至少一个所述减速器在不同变速情况下的测试；
所述柱轮(1)能够基于所述减速器所需进行的不同测试工作而以完全齿轮或非完全齿轮的方式配置，所述定轴输出轮(5)能够相应地配置为齿数对应的齿轮；
定轴齿轮(3)的至少部分区域能够开设有孔槽以用于安装与孔槽结构相配的转动块(4)，其中，转动块(4)以可转动的方式保持在孔槽内，以使得转动块(4)能够在开设于定轴齿轮(3)侧面上的该孔槽中灵活转动，转动块(4)所在旋转轴线可过第四轴心(O4)，其中，第四轴心(O4)与第二轴心(O2)偏心设置，以使得转动块(4)能够在定轴齿轮(3)绕第二轴心(O2)所在旋转轴线转动时一同转动。
2.一种批量化快速检测减速器性能的装置，其包括用于输出转矩的柱轮(1)和用于连接引擎的输入中心齿轮(2)，该输入中心齿轮(2)构成太阳轮，
其中，所述柱轮(1)是通过设置于其至少单侧表面上的至少一个圆柱销(7)来承受来自所述输入中心齿轮(2)的驱动转矩的，
其特征在于，
还包括能够分别绕各自的旋转轴线进行转动的定轴齿轮(3)和定轴导杆(6)，源自所述输入中心齿轮(2)的所述驱动转矩是通过保持在所述圆柱销(7)上的定轴导杆(6)来间接地传递的，其中，用于驱动所述圆柱销(7)的所述定轴导杆(6)是以两端分别连接于与所述柱轮(1)旋转轴线共线的旋转轴与所述圆柱销(7)的方式来确定所述定轴导杆(6)的延伸方向的，进而确定以所述定轴导杆(6)的旋转轴为转动点的力臂，
其中，间接地传递的所述驱动转矩关于所述柱轮(1)的旋转角位是周期性波动变化的；
所述柱轮(1)能够通过啮合于至少一个定轴输出轮(5)的方式连接于不同减速器的输入端，以基于所述柱轮(1)的不同运动方式而实现至少一个所述减速器在不同变速情况下的测试；
所述柱轮(1)能够基于所述减速器所需进行的不同测试工作而以完全齿轮或非完全齿轮的方式配置，所述定轴输出轮(5)能够相应地配置为齿数对应的齿轮；
定轴齿轮(3)的至少部分区域能够开设有孔槽以用于安装与孔槽结构相配的转动块(4)，其中，转动块(4)以可转动的方式保持在孔槽内，以使得转动块(4)能够在开设于定轴齿轮(3)侧面上的该孔槽中灵活转动，转动块(4)所在旋转轴线可过第四轴心(O4)，其中，第四轴心(O4)与第二轴心(O2)偏心设置，以使得转动块(4)能够在定轴齿轮(3)绕第二轴心(O2)所在旋转轴线转动时一同转动。
3.根据权利要求1或2所述的批量化快速检测减速器性能的装置，其特征在于，所述驱动转矩的间接传递是如下实现的，即，源自所述输入中心齿轮(2)的所述驱动转矩经由与输入中心齿轮(2)啮合的定轴齿轮(3)传递到偏心设置在所述定轴齿轮(3)侧面上的至少一个孔槽，且经由所述至少一个孔槽传递给所述定轴导杆(6)。
4.根据权利要求1或2所述的批量化快速检测减速器性能的装置，其特征在于，所述力臂的长度的周期性变化是由A、B和C三者来限定的，
A：所述定轴齿轮(3)的运动状态；
B：以可转动的方式保持在所述定轴齿轮(3)的所述至少一个孔槽内的转动块(4)的运动状态；
C：以不可相对所述柱轮(1)位移地设置于其至少单侧表面上的圆柱销(7)的运动状态。
5.根据权利要求4所述的批量化快速检测减速器性能的装置，其特征在于，所述转动块(4)开设有用于容纳所述定轴导杆(6)的至少部分区域的转动滑槽(41)，以通过所述转动滑槽(41)限制所述定轴导杆(6)的运动和/或驱动所述定轴导杆(6)。
6.根据权利要求2所述的批量化快速检测减速器性能的装置，其特征在于，在所述定轴导杆(6)上在与第一轴心(O1)相对的另一端配置有能够与所述圆柱销(7)相连的导杆圆柱套(61)，其中，所述定轴导杆(6)旋转轴线过所述第一轴心(O1)。
7.根据权利要求2所述的批量化快速检测减速器性能的装置，其特征在于，所述定轴导杆(6)通过所述导杆圆柱套(61)与所述圆柱销(7)的连接带动所述柱轮(1)转动，其中，所述柱轮(1)的运动方式受限于所述定轴导杆(6)基于力臂的长度的周期性变化而确定。
8.根据权利要求4所述的批量化快速检测减速器性能的装置，其特征在于，所述转动块(4)随所述定轴齿轮(3)旋转时进行的周向运动在所述定轴齿轮(3)上的运动轨迹能够在0°到360°之间，其中，在多圈旋转的情况下，能够超出360°。
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- 2021-09-30 CN CN202111167719.0A patent/CN113790252B/zh active Active
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