一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法、介质及系统，属于谐波减速器技术领域，该方法包括：获取高速摄像机在谐波减速器运转过程中拍摄的运转视频；将运转视频拆分为视频帧序列；在所述帧序列的每一帧中，获取预先设置在波发生器表面长轴一端的第一标记、预先设置在钢轮表面上的第二标记以及预先设置在柔轮表面的其中一个外齿上的第三标记，形成标记向量和标记矩阵；对所述标记矩阵进行滤波，得到滤波矩阵；根据所述第三标记的坐标，对所述滤波矩阵进行对齐，得到对齐矩阵；利用所述标对齐矩阵反推减速比；以反推得到的减速比和所述谐波减速器的标准减速比的差值百分比作为谐波减速器柔轮的疲劳度，并输出给运维人员。员。员。

【技术实现步骤摘要】
一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法、介质及系统


[0001]本专利技术属于谐波减速器
，具体而言，涉及一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]谐波减速器作为一种新型的机械减速器,具有减速比高、传输效率好、寿命长等优点,在工业机械传动系统中得到了广泛应用。谐波减速器主要由波发生器、柔轮和齿轮组成,通过波发生器的运动带动柔轮变形,使柔轮上的球槽与齿轮啮合,从而实现高比输出。然而长时间高负载工作条件下,谐波减速器也会出现疲劳磨损,导致传动比发生偏差,严重时可能引起传动故障。因此,对谐波减速器的健康状况进行实时监测预警十分必要。
[0003]目前,谐波减速器的健康状态主要通过人工定期检测的方式来进行,典型的方法有拆解检验、声发射检测、油样分析等。但这些方法存在周期长、工作量大等问题,无法实现对谐波减速器的实时在线监测。部分现有技术采用安装振动传感器,分析运行振动信号的方式来检测谐波减速器的故障,但对细微的疲劳磨损无法有效识别，尤其是缺乏对柔轮的疲劳度的无介入式的检测手段。公开号为CN110059408B的中国专利技术专利(申请号CN201910314760.2)公开了一种谐波减速器中柔性薄壁轴承疲劳寿命计算方法，是利用柔性薄壁轴承的结构参数、材料、属性和工况进行轴承疲劳寿命计算，但是由于轴承的结构参数、材料、属性和工况都存在难以量化的问题，因此实现较为困难。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法、介质及系统，能够实现现有技术中缺乏对柔轮的疲劳度的无介入式的检测手段的技术问题。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]本专利技术的第一方面提供一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法，其中，包含以下步骤：
[0007]S10、获取高速摄像机在谐波减速器运转过程中拍摄的运转视频，其中，所述高速摄像机每秒拍摄的帧数大于所述谐波减速器的波发生器每秒转速圈数的6倍；
[0008]S20、将所述运转视频拆分为视频帧序列；
[0009]S30、在所述帧序列的每一帧中，获取预先设置在波发生器表面长轴一端的第一标记、预先设置在钢轮表面上的第二标记以及预先设置在柔轮表面的其中一个外齿上的第三标记，以所述波发生器的中心点为原点，以所述帧序列中第一帧的第一标记的位置为x轴方向，以与x轴垂直的逆时针方向作为y轴方向，建立二维坐标系，并将所述第一标记、所述第二标记、所述第三标记的坐标点作为标记向量，将所述帧序列中每一帧的标记向量合并为标记矩阵；
[0010]S40、对所述标记矩阵进行滤波，得到滤波矩阵；
[0011]S50、在所述滤波矩阵中，根据所述第三标记的坐标，对所述滤波矩阵进行对齐，得
到对齐矩阵；
[0012]S60、利用所述标对齐矩阵反推减速比；
[0013]S70、以反推得到的减速比和所述谐波减速器的标准减速比的差值百分比作为谐波减速器柔轮的疲劳度，并输出给运维人员。
[0014]由于谐波减速器的波发生器转速太快，高速摄像机的连续拍摄时间间隔很难达到绝对标准，因此不能认定所述帧序列中每连续的两帧间隔时间恒定；当滤波减速器由于使用不当或长时间使用发生磨损，会导致在柔轮转动过程中，柔轮的外齿和钢轮内齿的啮合不能对齐，此时由于波发生器长轴的压力，会使得柔轮在转动过程中产生一定的滑动，被动形成柔轮的外齿和钢轮内齿的啮合对齐，这个滑动需要通过滤波方式过滤，防止对减速比的反推产生过多影响；设置对所述滤波矩阵进行对齐的步骤，能够使得滤波矩阵对齐，便于实现后续步骤。
[0015]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法还可以做如下改进:
[0016]其中，所述获取预先设置在波发生器表面长轴一端的第一标记、预先设置在钢轮表面上的第二标记以及预先设置在柔轮表面的其中一个外齿上的第三标记的步骤中，还包括：
[0017]若所述第一标记在对应的帧中为曲线段，则以第一标记对应的曲线段的中点的坐标作为第一标记的坐标。
[0018]由于谐波减速器的波发生器转速快，可能在高速摄像机拍摄的帧中由于曝光时间形成一个曲线段，此时，以第一标记对应的曲线段的中点的坐标作为第一标记的坐标，同样的，也可以第三标记对应的曲线段的中点的坐标作为第三标记的坐标。
[0019]其中，在所述帧序列的每一帧中，获取预先设置在波发生器表面长轴一端的第一标记、预先设置在钢轮表面上的第二标记以及预先设置在柔轮表面的其中一个外齿上的第三标记的步骤中，对所述第一标记、第二标记以及第三标记获取的方法为边缘检测法。
[0020]其中，对所述标记矩阵进行滤波，得到滤波矩阵的步骤，具体包括：
[0021]对标记矩阵进行预处理,包括去除错误坐标和插值填补缺失值；
[0022]对标记矩阵中每一行标记坐标,分别沿横轴、纵轴方向进行一维滤波。
[0023]其中，在所述滤波矩阵中，根据所述第三标记的坐标，对所述滤波矩阵进行对齐，得到对齐矩阵的步骤，具体包括：
[0024]步骤1、计算所述帧序列的所有帧的第三标记坐标平均位置；
[0025]步骤2、对所述帧序列的每帧计算第三标记与平均坐标的位移量；
[0026]步骤3、用第三标记的位移量平移该帧其他两个标记,实现第三标记坐标对齐；
[0027]步骤4、对所有帧重复上述操作,得到最终对齐后的标记坐标矩阵作为对齐矩阵。
[0028]其中，利用所述标对齐矩阵反推减速比的步骤，具体包括：
[0029]在所述对齐矩阵中,选择两个连续的元素对应的两帧图像,计算两帧之间第三标记和第二标记的坐标位移；
[0030]将得到的坐标位移近似视为柔轮在时间间隔内的转动角度,通过第三标记和第二标记的向量角度比值近似估计减速比；
[0031]在所述对齐矩阵中选择多组连续的元素计算减速比,统计平均值作为最终减速
比,提高准确性。
[0032]其中，所述以反推得到的减速比和所述谐波减速器的标准减速比的差值百分比作为谐波减速器柔轮的疲劳度的步骤，具体包括：
[0033]计算反推减速比与标准减速比之差的百分比作为疲劳度；
[0034]预设疲劳度阈值,根据疲劳度值判断减速器健康状态并输出给运维人员。
[0035]其中，所述第一标记、第二标记以及第三标记均为与所述谐波减速器色彩不同的圆点。
[0036]优选为红色，圆点直径为1mm～2mm。
[0037]本专利技术的第二方面提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行上述的一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法。
[0038]本专利技术的第三方面提供一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测系统，其中，包括上述的计算机可读存储介质。
[0039]与现有技术相比较，本专利技术提供的一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法、介质及系统的有益效果是：
[0040]1.实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法，其特征在于，包含以下步骤：S10、获取高速摄像机在谐波减速器运转过程中拍摄的运转视频，其中，所述高速摄像机每秒拍摄的帧数大于所述谐波减速器的波发生器每秒转速圈数的6倍；S20、将所述运转视频拆分为视频帧序列；S30、在所述帧序列的每一帧中，获取预先设置在波发生器表面长轴一端的第一标记、预先设置在钢轮表面上的第二标记以及预先设置在柔轮表面的其中一个外齿上的第三标记，以所述波发生器的中心点为原点，以所述帧序列中第一帧的第一标记的位置为x轴方向，以与x轴垂直的逆时针方向作为y轴方向，建立二维坐标系，并将所述第一标记、所述第二标记、所述第三标记的坐标点作为标记向量，将所述帧序列中每一帧的标记向量合并为标记矩阵；S40、对所述标记矩阵进行滤波，得到滤波矩阵；S50、在所述滤波矩阵中，根据所述第三标记的坐标，对所述滤波矩阵进行对齐，得到对齐矩阵；S60、利用所述标对齐矩阵反推减速比；S70、以反推得到的减速比和所述谐波减速器的标准减速比的差值百分比作为谐波减速器柔轮的疲劳度，并输出给运维人员。2.根据权利要求1所述的一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法，其特征在于，所述获取预先设置在波发生器表面长轴一端的第一标记、预先设置在钢轮表面上的第二标记以及预先设置在柔轮表面的其中一个外齿上的第三标记的步骤中，还包括：若所述第一标记在对应的帧中为曲线段，则以第一标记对应的曲线段的中点的坐标作为第一标记的坐标。3.根据权利要求1所述的一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法，其特征在于，在所述帧序列的每一帧中，获取预先设置在波发生器表面长轴一端的第一标记、预先设置在钢轮表面上的第二标记以及预先设置在柔轮表面的其中一个外齿上的第三标记的步骤中，对所述第一标记、第二标记以及第三标记获取的方法为边缘检测法。4.根据权利要求1所述的一种谐波减速器柔轮的疲劳度检测方法，其特征在于，对所述标记矩阵进行滤波，得到滤波矩阵的步骤，具体包括：对标记矩阵进行预...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，
申请(专利权)人：青岛丰光精密机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：