专利示意图

一、技术领域

齿轮测量技术领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202310263287.6

发明人：李星辉、黄光耀、冯峰、王晓浩

2.专利说明书摘要

本发明公开了一种齿轮轮廓测量系统与方法，包括测量模块、样品装载模块、数据处理模块；测量模块包括测头、辅助抬升结构、传感器，测头能够扫描测量待测齿轮；辅助抬升结构能够抬起测头；传感器能够采集测头的位移数据，并将位移数据输出至数据处理模块；样品装载模块能够带动待测齿轮旋转；数据处理模块能够根据接收的位移数据判断测头是否处于爬升阶段，控制辅助抬升结构在爬升阶段时抬起测头，在齿轮顶部放下测头，并控制样品装载模块旋转一周后切换转向；通过控制辅助抬升结构抬起测头，使测头跳过爬升阶段，防止测头在测量过程中出现卡死；通过使用测头正反转扫描获取待测齿轮的全轮廓，利用数据处理模块分离误差，提高了测量结果精度。

3.创新点

（1）利用双向转动测量的方式进行小模数齿轮齿廓测量，实现纵宽比大的微小结构轮廓测量，解决探针爬升卡死现象；

（2）结合曲线拟合方法和两点法同时分离零件安装误差及转台回转误差；

（3）经过双向测量得到齿轮不同侧齿面轮廓后进行轮廓合并，得到齿轮全轮廓。

4.痛点问题

（1）小模数齿轮齿廓难测量的问题；

（2）光学测量噪声大，且在测量斜率较大的轮廓段容易发生测量失真；

（3）探针接触式测量时容易发生卡死现象。

5.技术优势

（1）能实现小模数齿轮的全周轮廓测量；

（2）通过双向转动测量法实现全周轮廓测量，跳过爬升阶段的扫描，避免卡死问题的发生；

（3）通过误差分离方法分离安装误差与回转误差，不要求测量系统与工件安装得非常精密；

（4）本方案所用设备简单，系统不复杂，能够有效降低成本。

三、产业化信息

1.应用场景

（1）可以用以测量纵宽比大的小模数齿轮的齿廓形状；

（2）可用以测量具有纵宽比大的微观结构零件的圆周轮廓；

（3）应用在工厂车间的检测工序，检验零件误差及合格率。

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，对于齿轮行业有以下市场价值：

本技术能以低成本实现小模数齿轮的高精度测量，解决微型齿轮齿廓难测量的问题，有利于齿轮的研发和制造。

3.发展规划

（1）该技术未来可应用至谐波减速器研发，有助于实现谐波减速器国产化；

（2）该技术可应用至多种圆周型零件的轮廓测量，未来的设备零件会趋向小型化，使得小型零件应用更广，该技术有助于设备小型化的推广。

4.合作方式

面议

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