谐波减速器预紧装配测试平台设计与实现

摘要

随着人类对太空探索的不断深入和发展，对航天器的功能和性能都提出了更高的要求，而谐波减速器作为航天器的关键传动零部件，它对航天器的性能影响巨大。鉴于谐波减速器的重要应用地位，本课题研制的可用于多系列谐波减速器装配测量的谐波减速器预紧装配测试平台，它不仅可以满足生产任务的实际需求，而且对谐波减速器的推广应用具有重要的现实意义。
　　本课题在充分理解了谐波减速器预紧装配测试平台的功能要求后，了解了现有的谐波减速器测试技术，分析了现有的测试设备的优缺点。在此基础上，结合项目提出的应具有装配测试复合功能、多参数测量、高精度、自动化等要求，提出了测试系统的总体设计方案。针对每个被测参数，对其测试原理进行了探讨之后，确定了相应的测试方法。
　　测试平台由电气控制系统及测试操作台体组成，其中电气控制系统以PC104作为控制主机，由传感器及信号调理电路、信号采集控制板卡、电机控制卡、串口通信模块、伺服电机及控制器等功能模块组成。测试操作台按测试功能分为预紧测试区、启动力矩测试区、摩擦阻力矩测试区、轴系刚度测试区四大区域。各测试区中，设计加工了测试支架等机械结构，采购了所需传感器等器件，完成了硬件平台的搭建。
　　采用LabVIEW编写了测试系统的上位机软件，应用状态机的编程思想，在主程序框架下分模块设计各测试区程序，便于程序的维护和用户的使用。测试软件可完成对各个硬件模块的功能控制和实时状态检测，同时实现测试数据的采集、处理和存储。
　　最后，对谐波减速器预紧装配测试平台进行了调试，并对实验结果进行了分析。预紧装配测试精度可达1um，启动力矩和摩擦阻力矩测试精度优于0.05Nm，轴系刚度测试中的角度测量精度优于3角秒，综合精度为0.23％，系统运行良好，性能稳定。

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第1章 绪 论

1.1课题来源及研究目的和意义

1.2国内外谐波减速器测试技术及测试设备研究现状

1.3课题主要研究内容

第2章 谐波减速器预紧装配测试平台的总体设计及测试原理

2.1测试平台的设计要求

2.2测试平台的总体设计

2.3预紧力测试原理及方法

2.4启动力矩测试原理及方法

2.5摩擦阻力矩测试原理及方法

2.6轴系刚度测试原理及方法

2.7本章小结

第3章 谐波减速器预紧装配测试平台硬件系统的设计与实现

3.1电气系统组成及各模块功能

3.2预紧装配测试区设计

3.3启动力矩测试区设计

3.4摩擦阻力矩测试区设计

3.5轴系刚度测试区设计

3.6本章小结

第4章 谐波减速器预紧装配测试平台的软件设计

4.1测试平台软件系统的总体设计

4.2测试平台软件系统界面设计

4.3测试平台软件系统各功能模块设计

4.4本章小结

第5章 谐波减速器预紧装配测试平台调试及实验结果分析

5.1测试平台调试

5.2测试平台实验及结果分析

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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