用于确定包含至少两个齿轮的齿轮系统的质量的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定包含至少两个齿轮的齿轮系统的质量的方法和装置。该方法包括下列步骤：设置第一齿轮的目标旋转角度序列；针对每个目标旋转角度来测量第二齿轮的输出旋转角度；计算多个理论输出旋转角度；获取多个输出旋转角度和多个理论输出旋转角度之间的旋转角度差值；形成累加值序列；以及基于该序列来确定第一幅值、第二幅值或第三幅值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于确定包含至少两个齿轮的齿轮系统的质量的方法和装置，更具体而言，涉及一种方法和装置，其通过使用第二齿轮的多个测量的输出旋转角度和理论输出旋转角度之间的旋转角度差值，可获取齿轮系统的质量测量。
技术介绍
许多精密仪器包含齿轮机构，特别是构成这些齿轮机构的齿形轮(toothedwheel),以实现仪器的一部分例如头部或臂的旋转或其他移动。例如，简单的显微镜包含由齿形轮实现的齿轮机构，其通过旋转调整轮，实现物镜和载物台之间的距离的极小改变。为了产生一致的移动，在这里重要的是齿形轮被移动而没有任何游隙，其单个齿之间互相啮合。只有在齿形轮之间有最优距离且齿形轮统一时，才能获得最优的操作。·在测量技术例如勘测技术中，测量仪器特别是勘测仪器例如视距仪、经纬仪或全站仪(total station)中的齿轮机构也有很大作用。这样的仪器用于测量物体的距离和/或角度。这些测量仪器通常包含基础单元，其具有用于将测量仪器稳定定位在地面上的支架，以及头部单元，其可以相对于基础单元移动。头部通常包含光学装置，例如距离测量装置或用于瞄准或聚焦到物体的瞄准装置，例如透镜、望远镜、相机等。特别地，为了被定位从而可以瞄准物体，头部单元必须在空间内可旋转，优选的在垂直和水平的方向上可旋转，这可以通过合适的齿轮机构来实现。可移动或可旋转的头部单元可以包含距离测量仪器或瞄准装置，其用于瞄准远处物体，以确定远处物体的位置。已知不同类型的齿轮机构或驱动器，其用于在水平平面上相对于基础单元来旋转头部单元，而有可能例如提供万向节悬垂支架上的头部的距离测量仪器，从而也可以在垂直方向上移动。在勘测仪器例如大地测量仪器中，头部单元的旋转可以通过使用电机例如直流驱动电机来实现，从而头部单元可以相对于基础单元来适应性调整。当设置特定的角度时，在这里重要的是提供高准确度，角度分辨率的准确性优选地在I”以下。这样的角度设置的高准确性导致对旋转头部单元的齿轮机构的高质量需求。例如,双面哨合(double flank)齿轮测试已知用于测试齿轮机构的齿形轮。双面啮合齿轮测试被用于简单地测试齿轮的齿，即，齿形轮或类似齿轮的齿、点或尖刺。双面啮合齿轮测试的原理是基于几乎无缺陷的主齿形轮和代表工件的测试齿形轮被彼此相对地移动，而没有任何游隙。相应的测试装置被设计，使得一个旋转轴被固定，而另一齿形轮的另一旋转轴被可变地安装。通过齿形轮的有效的尺寸和形状稳定性，轴距在移动期间总是保持相同。因此从齿形轮的理想形状的偏离导致两个齿形轮之间的轴距的波动。尽管双面啮合齿轮测试是已确立的测试方法，它只能在特定条件下被用于齿轮机构，例如，测量仪器的齿轮机构。对测量仪器或某些其他精密仪器例如显微镜的齿轮机构的检验将需要在双面啮合齿轮测试中对齿轮机构的单个齿形轮进行测试。因此单个齿形轮的质量可被测试，但齿轮机构的齿形轮的互相影响，特别是后者之间的距离，不能被检验。此夕卜，齿轮机构的齿形轮之间的距离的自动匹配因此不能通过这样的测试方法而变得可能。因此，需要提供一种用于确定包含至少两个齿轮的齿轮系统的质量的方法和装置，其能够实现齿轮系统的齿形轮的简单匹配以及齿轮系统的质量测量的确定。
技术实现思路
在独立权利要求中定义了解决至少一个或多个上述问题的方法和装置。在从属权利要求中描述了有利的实施例。根据一个实施例，一种用于确定包含至少两个齿轮的齿轮系统的质量的方法包括在测量间隔内设置第一齿轮的目标旋转角度序列，以及针对每个目标旋转角度来测量第二齿轮的输出旋转角度。该方法还包括使用第一齿轮和第二齿轮的至少一个传动比，基于多个目标旋转角度来计算多个理论输出旋转角度，获取多个输出旋转角度和多个理论输·出旋转角度之间的旋转角度差值，以及形成和旋转角度差值相关的累加值序列，与当前旋转角度差值相关的累加值包括在测量间隔内在当前旋转角度差值之前的旋转角度差值的总和。因此，所述方法包括基于累加值序列来确定第一幅值、第二幅值和第三幅值中的至少一个，第一频率分量的第一幅值由第一齿轮在测量间隔内的旋转产生，第二频率分量的第二幅值由第二齿轮在测量间隔内的旋转产生，且第三频率分量的第三幅值由在测量间隔内第一齿轮和第二齿轮的齿轮齿之间的若干齿轮齿啮合产生，且与第一、第二或第三频率分量相关的至少一个幅值构成对齿轮系统的质量测量。于是，提供了一种简单方法，其能够确定至少两个齿轮的齿轮系统的质量测量，从而，例如，可以选择齿轮之间的最优距离，或者如果不能满足特定的质量需求，齿轮机构或单个齿轮可以被取消。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法还包括实现频率分析，以确定第一、第二或第三频率分量中的至少一个幅值。由此可以提供简单的分析，其也可以在自动系统中被容易地实现。在本专利技术的另一个实施例中，所述频率分析包括将累加值序列变换到频率范围或在时间范围内的累加值序列的图形分析，以确定至少一个频率分量和后者的相应幅值。因此，基于实现可以使用不同的分析。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法包括将确定的第一频率分量变换回到时间范围，以获取由第一齿轮产生的第一累加旋转角度误差；以及/或将确定的第二频率分量变换回到时间范围，以获取由第二齿轮产生的第二累加旋转角度误差。因此，可以通过第一和/或第二累加旋转角度误差来获取对一个或两个齿轮的质量的测量。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法还包括下列步骤从第一累加旋转角度误差形成针对第一齿轮的导数(derivation)，以及从第二累加旋转角度误差形成针对第二齿轮的导数。因此，可以确定步进角度误差，其特别地指定了每个测量步骤的误差。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法还包括基于针对第一齿轮的导数的最小值和针对第一齿轮的导数的最大值来获取第一齿轮的第一半径变化，以及/或基于针对第二齿轮的导数的最小值和针对第二齿轮的导数的最大值来获取第二齿轮的第二半径变化。因此，可以用所述导数的最小和最大值通过简单的计算来获取第一或第二齿轮的第一和/或第二半径变化。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法还包括确定第三频率分量的谐波；以及获取第三频率分量的谐波的幅值，作为齿轮布置的质量测量。因此，第三频率分量的谐波特别是后者的幅值可以被获取，作为齿轮系统的质量测量，且这带来关于齿对齿轮系统质量的影响的更好估算，并且可以被用于更好地适应性调整齿轮的旋转轴之间的距离。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法包括通过改变第一旋转轴和第二旋转轴之间的距离，来最小化第三频率分量的幅值和第三频率分量的谐波的幅值中的至少一个的幅值。因此，通过测量该一个或多个幅值，可以容易地找到旋转轴之间的最优距离，并带来具有高质量测量的齿轮系统。在本专利技术的另一个实施例中，所述测量间隔包括齿轮系统中周长较大的一个齿轮的至少一圈旋转。由此可以确保提供足够大的测量间隔，其具有用于齿轮系统的质量测量的分析的相应的测量点。 在本专利技术的另一个实施例中，所述方法还包括在确定幅值之外确定频率范围中的频率分量的相位，该相位与齿轮中周长较大的一个齿轮关联；以及基于确定的相位来设置测量间隔。由此可以确立何时达到测量间隔的开始和结束，从而可以基于幅值来达到关于齿轮系统质量测量的结论。在另一个实施例中，所述方法包括针对第一齿轮的第一旋转轴和第二齿轮的第二旋转轴之间的不同距离值来获取第三频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定包含至少两个齿轮（130、160）的齿轮系统的质量的方法，包括：在测量间隔内设置第一齿轮（130）的目标旋转角度（phiA）序列;针对每个目标旋转角度（phiA），测量第二齿轮（160）的输出旋转角度（phiB）；使用第一齿轮和第二齿轮的至少一个传动比，基于多个目标旋转角度计算多个理论输出旋转角度；获取多个输出旋转角度（phiB）和多个理论输出旋转角度之间的旋转角度差值（delta）；形成与旋转角度差值（delta）关联的累加值序列（deltaAcc），与当前旋转角度差值相关的累加值包括在测量间隔内在当前旋转角度差值之前的旋转角度差值的总和；基于累加值序列来确定下列各项中的至少一个：由第一齿轮在测量间隔内的旋转产生的第一频率分量的第一幅值（aA）；由第二齿轮在测量间隔内的旋转产生的第二频率分量的第二幅值（aB）；以及由测量间隔内第一齿轮和第二齿轮的齿轮齿之间的若干齿轮齿啮合所产生的第三频率分量的第三幅值（aT）；与所述第一、第二或第三频率分量关联的至少一个幅值构成对齿轮布置的质量测量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·菲舍尔，
申请(专利权)人：特里伯耶拿有限公司，
类型：发明
国别省市：