精密减速器作为机器人的核心零部件,其寿命和可靠性直接影响整台机器人的使用寿命。目前,国内外对机器人减速器理论及综合性能测试研究较多,对疲劳寿命测试研究较少。本文研究了机器人减速器疲劳寿命测试方法,并在此基础上研发了机器人减速器疲劳寿命测试装置,为机器人减速器疲劳寿命测试的科学进行打下了基础。本文首先阐述研究机器人减速器疲劳寿命测试方法的背景与意义,分析机器人减速器及减速器测试装置的国内外研究进展,主要研究内容如下:(1)机器人减速器分析。首先进行RV减速器与谐波减速器结构与传动原理分析,以此为基础分析关键件受力情况,并进一步分析机器人减速器常见失效形式及原因,明确机器人减速器失效机理。(2)针对机器人减速器失效机理研究疲劳寿命测试方法。对机器人减速器加速疲劳寿命试验的可行性进行研究,确定加速疲劳寿命试验的方式及约束,通过适当提高加载扭矩,采用高于额定扭矩的加载方式实现加速疲劳寿命测试,对加载扭矩值进行研究,分析加载方式,基于疲劳等效理论,研究摆动工况下减速器疲劳寿命加速等效方法。(3)对影响测试时间的因素进行分析与优化。扭矩的大小对测试时间有重要影响。加载扭矩影响因素主要有惯量负载构件角加速度、转动惯量、摆动角度、摆动位置。分析各影响因素之间的相互关系,采用Matlab对各参数进行优化,得出针对不同减速器参数,试验时间最短的最优值。(4)测试装置机械结构设计。基于测试装置的功能需求与工作原理,进行测试装置机械结构设计。测试装置机械结构主要包括支撑台体、驱动电机、被试减速器支撑部分、调整机构、惯量负载构件、配重、安全防护等,采用被试减速器适配盘的结构适配不同型号减速器,惯量负载构件用于模拟机器人机械臂,其上可以施加不同配重,以适应不同减速器的加载需求。对测试装置关键件进行有限元分析,提高测试装置的可靠性。(5)试验验证。为验证理论分析的可行性,在调试好的测试装置上进行试验验证,以验证测试方法与测试装置的合理性。