【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械传动测试，特别是指一种谐波减速机刚度测试方法及系统。
技术介绍
1、谐波减速机作为一种高精度、轻量化的机械传动装置，广泛应用于机器人、航空航天和精密仪器等领域。其关键性能之一是传动刚度，传动刚度的高低直接影响减速机的动态性能、定位精度和负载能力。因此，准确测量谐波减速机的刚度特性对于优化设计和提升性能具有重要意义。
2、现有的谐波减速机刚度测试技术主要通过静态加载法、动态频率响应法以及力矩传感器直接测量法实现。静态加载法通过逐步施加力矩并测量输出角位移，计算传动刚度。这种方法操作简单，但忽略了动态工况下的非线性效应(如迟滞、摩擦和间隙)，无法全面反映减速机在实际运行中的刚度特性，尤其在低刚度和高精度要求的场景下易受外部干扰影响。动态频率响应法通过分析施加正弦输入信号后的输出响应，能够部分反映动态刚度特性。然而，在高频测试条件下，由于测试设备动态响应能力的限制和信号处理精度的不足，难以准确捕捉复杂非线性动态特性，同时测试设备成本较高且操作复杂。力矩传感器直接测量法通过测量加载力矩与输出角位移的关系计算刚度。这种方法在一定程度上提高了测量精度，但力矩传感器在低力矩或高精度测试条件下容易出现非线性误差，且安装复杂，增加了测试成本和难度。
3、现有技术存在一些共同的问题。首先，很多测试方法未充分考虑谐波减速机中的非线性摩擦、迟滞效应和间隙特性，而这些非线性因素在实际运行条件下对刚度特性有显著影响。其次，在动态测试条件下，由于信号处理能力、传感器性能以及外部环境干扰的限制，现有方法难以获取高精度的
4、综上所述，现有技术尚未提供一种能够全面考虑非线性因素、提高动态测试精度、降低设备复杂性并对环境影响进行有效补偿的谐波减速机刚度测试方法及系统。这些不足制约了谐波减速机性能优化和应用推广的进一步发展。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中未充分考虑非线性因素、动态测试精度不足、测试设备复杂性高及环境影响补偿不完善的技术问题，本专利技术提供了一种谐波减速机刚度测试方法及系统。
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、第一方面：
4、本专利技术提供的一种谐波减速机刚度测试方法，包括：
5、s1、将待测谐波减速机的输入端通过联轴器连接至步进电机，输出端通过加载装置连接至角度编码器，形成测试系统；
6、s2、利用控制模块对所述步进电机施加正弦扰动信号，控制所述输入端进行周期性旋转运动；
7、s3、通过所述角度编码器实时采集所述输入端和所述输出端的角度数据，并通过力矩传感器采集加载力矩；
8、s4、利用去噪算法处理采集的角度数据，计算所述输入端和所述输出端的角速度和角加速度；
9、s5、根据角速度、角加速度及加载力矩，建立谐波减速机的刚度计算模型，模型中考虑所述输入输出端的非线性摩擦、迟滞效应和间隙特性；
10、s6、基于计算模型，通过最小二乘法对测试数据进行拟合，得到谐波减速机的刚度值及刚度变化规律。
11、第二方面：
12、本专利技术提供的一种谐波减速机刚度测试系统，包括：
13、步进电机，用于施加输入端的旋转运动；
14、联轴器，用于连接步进电机与谐波减速机输入端；
15、加载装置，用于模拟谐波减速机输出端的工作负载；
16、角度编码器，用于测量谐波减速机输入端和输出端的角度变化；
17、力矩传感器，用于测量加载装置施加的力矩；
18、控制模块，用于协调系统运行，生成扰动信号并采集测试数据；
19、数据处理模块，用于对采集的数据进行去噪、计算和分析，输出刚度计算结果。
20、本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
21、(1)在本专利技术中，谐波减速机刚度测试方法结合了动态测试和去噪算法，有效减少了外界噪声和测量误差对测试结果的影响。通过使用高精度角度编码器和力矩传感器，以及引入小波变换去噪技术，能够精确采集输入输出角度和加载力矩数据，并确保在各种复杂工况下，测试结果的准确性。这为谐波减速机的动态刚度特性提供了可靠的数据支持，特别是在负载变化较大或频率较高的测试环境中；
22、(2)在本专利技术中，通过引入温湿度补偿机制，确保测试结果在不同环境条件下的稳定性。系统通过实时监测环境温度和湿度变化，采用适当的补偿系数对数据进行修正，有效消除了温度变化对测试结果的干扰，确保了测试的可靠性。该方法适用于不同负载、不同工况下的刚度测试，具有较强的环境适应性，广泛应用于机器人、自动化设备、精密机械等多个领域；
23、(3)在本专利技术中，通过高精度的动态刚度测量，测试系统能够详细分析谐波减速机在不同负载和工况下的性能表现。该方法能够精确测量减速机的刚度变化规律，并为减速机的优化设计提供数据支持。通过对测试数据的深入分析，设计人员可以根据实际需求调整减速机的结构和材料，提高其在工作过程中的稳定性和响应速度，进而提升减速机的整体性能和寿命，满足更高要求的工业应用。
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1.一种谐波减速机刚度测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种谐波减速机刚度测试方法，其特征在于，所述S4进一步包括：
3.根据权利要求1所述的一种谐波减速机刚度测试方法，其特征在于，所述S5进一步包括：
4.根据权利要求1所述的一种谐波减速机刚度测试方法，其特征在于，所述S6进一步包括：
5.一种谐波减速机刚度测试系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种谐波减速机刚度测试系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求5所述的一种谐波减速机刚度测试系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求5所述的一种谐波减速机刚度测试系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求5所述的一种谐波减速机刚度测试系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求5所述的一种谐波减速机刚度测试系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种谐波减速机刚度测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种谐波减速机刚度测试方法，其特征在于，所述s4进一步包括：
3.根据权利要求1所述的一种谐波减速机刚度测试方法，其特征在于，所述s5进一步包括：
4.根据权利要求1所述的一种谐波减速机刚度测试方法，其特征在于，所述s6进一步包括：
5.一种谐波减速机刚度测试系统，其特征在于，包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：齐克刚，
申请(专利权)人：诸暨市览宇机械配件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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