【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及谐波减速器载荷谱，具体涉及一种工业机器人减速器载荷谱构建方法。
技术介绍
1、载荷谱可以有效地反映运动部件在实际工作过程中承受载荷的大小、频次等特征量的变化规律，是机电产品及零部件进行可靠性分析与设计的客观依据，是开展模拟实际工况的可靠性台架试验和疲劳试验的前提条件，是可靠性技术的重中之重。
2、目前针对谐波减速器开展加速寿命试验多选取恒定应力、步加应力加载方式，但工业机器人的服役工况要比上述两种应力施加方式所模拟出的试验环境恶劣。因此，传统的恒定应力、步加应力加载方式不能真实还原工业机器人的服役工况，通过此方式对谐波减速器开展加速试验获得的失效数据会与真实情况下有较大偏差。
3、而现有的基于仿真数据编制载荷谱与实际存在差异，并没有对实际工况下的载荷信号进行采集，无法体现动态载荷的变化情况。这样会导致编制的载荷谱不符合谐波加速器的实际载荷数据，使得载荷谱不具有实用性和真实性，进而导致对减速器磨损的判断失误。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种工业机器人减速器载荷谱构建方法。
2、本专利技术提供一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，包括：
3、对实际工况下谐波减速器一个载荷作用周期内的载荷数据进行采样，得到初始载荷信号；
4、对所述初始载荷信号进行信号预处理，得到第三载荷信号；
5、对所述第三载荷信号进行平稳化处理，筛选得到所述第三载荷信号的平稳子序列；
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7、根据所述均值幅值二维联合概率密度函数计算均值和幅值的最大值；
8、根据所述均值和幅值的最大值，对所述平稳子序列进行载荷外推处理，得到全寿命周期的载荷作用总频次；
9、对所述全寿命周期的载荷作用总频次进行载荷分级，得到谐波减速器的载荷谱。
10、根据本专利技术提供的技术方案，对所述初始载荷信号进行信号预处理的步骤包括：
11、使用莱茵达准则对所述初始载荷信号进行去除奇异值处理，得到第一载荷信号；
12、对所述第一载荷信号进行纠正信号漂移处理，得到所述第二载荷信号；
13、对所述第二载荷信号进行归一化处理，得到第三载荷信号。
14、根据本专利技术提供的技术方案，使用莱茵达准则对所述初始载荷信号进行去除奇异值处理的步骤包括：
15、计算所述初始载荷信号的均值和标准差；
16、根据所述初始载荷信号的标准差设定奇异值范围；
17、计算所述初始载荷信号中与初始载荷信号的均值之间的差值，得到多个第一差值；
18、当所述第一差值处于所述奇异值范围时，将所述第一差值对应的初始载荷信号的值属于奇异值；
19、去除所述初始载荷信号中的奇异值，得到第一载荷信号。
20、根据本专利技术提供的技术方案，对所述第一载荷信号进行纠正信号漂移处理的步骤包括：
21、对所述第一载荷信号进行一阶差分变换，得到一阶差分载荷信号；
22、对所述一阶差分载荷信号进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，得到载荷频域信号；所述第一载荷信号和所述一阶差分载荷信号均为时域信号；
23、获取滤波信号器；
24、将所述载荷频域信号与所述滤波信号器相乘，并进行逆傅里叶变换，得到第二载荷信号。
25、根据本专利技术提供的技术方案，对所述第二载荷信号进行归一化处理的步骤包括：
26、获取所述第二载荷信号的最大值、最小值以及中值；
27、计算所述第二载荷信号与所述中值的差值，得到第二差值信号；
28、计算所述第二载荷信号最大值和最小值的差值，得到第三差值；
29、将所述第二差值信号与第三差值的比值作为第三载荷信号。
30、根据本专利技术提供的技术方案，对所述第三载荷信号进行平稳化处理，筛选得到所述第三载荷信号的平稳子序列的步骤包括：
31、s61:将所述第三载荷信号拆分为多个子序列,分别得到第一子序列、第二子序列至第m子序列；m等于子序列的总数；
32、s62:计算每个子序列中所有数据点对应数值的均方根值；
33、s63:计算除所述第n子序列以外，其他子序列均方根值的标准差，得到第n标准差；n初始值设置为1，最大值等于m；
34、s64:令n值加1，并重复s63的步骤，直至n值等于m+1时进行s65的步骤；
35、s65:剔除第一标准差至第m标准差中，最小的g个标准差对应排除的子序列；g设定为m/5，且向下取整；
36、s66:将剩余的子序列共同作为平稳子序列。
37、根据本专利技术提供的技术方案，将所述第三载荷信号拆分为多个子序列的步骤包括：
38、s71:将第三载荷信号包含的所有数据点作为数据集合；
39、s72:获取需要划分的子序列的个数m；
40、s73:在数据集合内不重复抽取z/m个数据点，作为第k子序列；z表示第三载荷信号包含数据点的总数，m等于子序列的总数；k初始值设置为1，最大值等于m；
41、s74:将剩余的数据点重新作为数据集合，令k值加1；
42、s75:重新执行s73-s74的步骤，直至得到m个子序列。
43、根据本专利技术提供的技术方案，根据所述平稳子序列，构建谐波减速器载荷的均值幅值二维联合概率密度函数的步骤包括：
44、将所述平稳子序列转化为单个轮齿面所受的载荷；
45、使用雨流计数法对所述单个轮齿面所受的载荷进行计数，得到谐波减速器载荷的均幅值三维柱状图；
46、根据所述均幅值三维柱状图，统计谐波减速器载荷分布规律，构建初始均值幅值二维联合概率密度函数；所述初始均值幅值二维联合概率密度函数中包含有未知的幅值分布形状参数、幅值分布尺度参数、均值分布均值和均值分布标准差；
47、使用粒子群算法，对谐波减速器载荷的幅值均值进行参数拟合，得到幅值分布形状参数、幅值分布尺度参数、均值分布均值和均值分布标准差的具体数值；
48、将所述幅值分布形状参数、幅值分布尺度参数、均值分布均值和均值分布标准差代入所述初始均值幅值二维联合概率密度函数，得到所述均值幅值二维联合概率密度函数。
49、根据本专利技术提供的技术方案，使用粒子群算法，对谐波减速器载荷的幅值均值进行参数拟合，得到幅值分布形状参数、幅值分布尺度参数、均值分布均值和均值分布标准差的具体数值的过程包括：
50、计算均幅值三维柱状图中均值概率密度的最大值和最小值；
51、计算均幅值三维柱状图中均值分布标准差；
52、将均幅值三维柱状图中将均值概率密度的最大值和最小值分别作为均值分布均值搜索空间的最大值和最小值；
53、将均幅值三维柱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，包括:
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，对所述初始载荷信号进行信号预处理的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，使用莱茵达准则对所述初始载荷信号进行去除奇异值处理的步骤包括：
4.根据权利要求2所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，对所述第一载荷信号进行纠正信号漂移处理的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，对所述第二载荷信号进行归一化处理的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，对所述第三载荷信号进行平稳化处理，筛选得到所述第三载荷信号的平稳子序列的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，将所述第三载荷信号拆分为多个子序列的步骤包括：
8.根据权利要求1所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，根据所
9.根据权利要求8所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，使用粒子群算法，对谐波减速器载荷的幅值均值进行参数拟合，得到幅值分布形状参数、幅值分布尺度参数、均值分布均值和均值分布标准差的具体数值的过程包括：
10.根据权利要求1所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，所述均值幅值二维联合概率密度函数，包括均值概率密度函数和幅值概率密度函数；
...【技术特征摘要】
1.一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，包括:
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，对所述初始载荷信号进行信号预处理的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，使用莱茵达准则对所述初始载荷信号进行去除奇异值处理的步骤包括：
4.根据权利要求2所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，对所述第一载荷信号进行纠正信号漂移处理的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，对所述第二载荷信号进行归一化处理的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的一种工业机器人减速器载荷谱构建方法，其特征在于，对所述第三载荷信号进行平稳化处理，筛选得到所...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩旭，王嘉，陶友瑞，张露予，陈清强，冯佳亮，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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