隨著生產(chǎn)加工向著智能化和多功能化方向的發(fā)展,能夠抓取不規(guī)則形狀物體的欠驅(qū)動(dòng)三指機(jī)械手得到了廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高機(jī)械手的性能,越來越多的人開始對機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)元件(即3自由度差動(dòng)輪系)進(jìn)行研究。目前國際上流行的3自由度差動(dòng)輪系采用的是錐齒輪,錐齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不但受徑向力,而且還受軸向力,齒輪軸既受扭矩也受彎矩,這樣會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定,引起噪音,大大影響了系統(tǒng)的使用壽命；而且錐齒輪加工、安裝比較困難。因此,研究與探索新型的3自由度差動(dòng)輪系仍然是亟待解決的重要課題。 本論文在國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上,針對如何提高欠驅(qū)動(dòng)三指機(jī)械手的傳動(dòng)性能,提出了新型的3自由度差動(dòng)輪系,其切入點(diǎn)是把國外的錐齒輪差動(dòng)輪系變?yōu)橹饼X圓柱齒輪差動(dòng)輪系。直齒圓柱齒輪嚙合時(shí)只受徑向力,不受軸向力,齒輪軸只受扭矩,因而運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn),從而降低了噪音,延長了系統(tǒng)的使用壽命；’同時(shí),直齒圓柱齒輪加工容易,安裝方便。 對新型3自由度差動(dòng)輪系進(jìn)行了機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì),首先根據(jù)輪系特點(diǎn)選擇了結(jié)構(gòu)形式,通過對輪系進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析確定各齒輪直徑之間的關(guān)系；根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和各齒輪直徑之間的關(guān)系確定了輪系的傳動(dòng)簡圖。其次,對新型3自由度差動(dòng)輪系進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算,初步選擇了各齒輪齒數(shù),為需要變位的齒輪選擇了變位系數(shù),驗(yàn)證了各個(gè)齒輪齒數(shù)滿足輪系的裝配條件；計(jì)算了輪系的載荷分配不均勻系數(shù)。 對新型3自由度差動(dòng)輪系進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算和效率計(jì)算。同時(shí),對新型3自由度差動(dòng)輪系進(jìn)行了三維建模與運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,結(jié)果表明：新型3自由度差動(dòng)輪系的三個(gè)輸出軸互相獨(dú)立,在任何情況下輸入轉(zhuǎn)矩都被平均分配到三個(gè)輸出軸上,每個(gè)輸出軸的轉(zhuǎn)速可能會(huì)變化,但轉(zhuǎn)矩保持不變。根據(jù)輸入功率等于輸出功率的原理,三個(gè)輸出軸的轉(zhuǎn)速之和等于輸入軸轉(zhuǎn)速的三倍。通過運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,證明了新型3自由度差動(dòng)輪系的傳動(dòng)能夠滿足我們的要求。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TH132
【部分圖文】：

1.1選題背景及其意義標(biāo)準(zhǔn)差動(dòng)輪系是具有2個(gè)自由度的行星太陽輪和轉(zhuǎn)臂都能圍繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，差動(dòng)輪進(jìn)步，差動(dòng)輪系的應(yīng)用越來越廣泛，例如差 船用航向指示器、電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)減速器l2]等都裝置、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)和某些軋鋼機(jī)[3]中，常用最廣泛的是汽車領(lǐng)域中的2自由度后橋差中一個(gè)為輸入軸，其余兩個(gè)為輸出軸，輸出駛時(shí)，輸入軸驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輸出軸，并帶動(dòng)左輪速器通過調(diào)節(jié)汽車內(nèi)輪和外輪以不同的速度降低的數(shù)量和外輪速度增加的數(shù)量相等，此如果汽車上沒有使用此差速器，而是用同一內(nèi)輪就會(huì)打滑。

動(dòng)系統(tǒng)中不能得到應(yīng)用。我們可以把一系列的標(biāo)準(zhǔn)差動(dòng)輪系連接起來組成具有2”個(gè)自由度的差動(dòng)系統(tǒng)l’1，圖1.2中每個(gè)橢圓代表一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)2自由度差動(dòng)輪系，把三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)2自由度差動(dòng)輪系連接起來就構(gòu)成了一個(gè)輸入、四個(gè)輸出的4自由度差動(dòng)系統(tǒng)，同理，可以得到8自由度、16自由度圖1.2由二個(gè)2白由度標(biāo)準(zhǔn)差動(dòng)系統(tǒng)組成的4白由度差動(dòng)系統(tǒng) F19.1.2Afourdegree一 of-freedomdifferentialsystembyeonlbiningthreetwo一degree一 of-freedomdifferentials一1一戶

北大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒由標(biāo)準(zhǔn)差動(dòng)輪系組成的機(jī)械裝置雖然得到了廣泛的應(yīng)用，但只限在2n個(gè)自由度上于那些需要3、5、6等個(gè)數(shù)自由度的系統(tǒng)，顯然不能簡單的把標(biāo)準(zhǔn)差動(dòng)輪系連接起而3、5、6等個(gè)數(shù)自由度的差動(dòng)系統(tǒng)卻在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如萬能機(jī)械抓取裝置(universalRoboticoripper)[5，6，7】、自適應(yīng)多足移動(dòng)機(jī)器人(sel乒eompensaLeggedvehiele)[8，9]、單輸入多軸扳手(sing一eInputMu一tiple一spind一ewreneh)【’0]等。例如，欠驅(qū)動(dòng)三指機(jī)械手抓取裝置[”，’2，”]就使用了3自由度差動(dòng)輪系做為它的驅(qū)部分。圖1.3的Ut蒯MIT多指靈巧手是美國麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室和猶他大工程設(shè)計(jì)中心聯(lián)合研制的，是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的機(jī)械手之一，也是出現(xiàn)的較早期的擬人機(jī)手。圖1.4的SARAH(Self-Ad即tingRoboticAuxiliaryGrasper)機(jī)械手是加拿大OBOTICS公司與Laval大學(xué)合作為國際空間站研制的，它雖然有10個(gè)自由度，但有一個(gè)驅(qū)動(dòng)，控制非常簡單。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 楊實(shí)如;2K—H型輪系效率公式的研究[J];成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年01期

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1 王建宇;差動(dòng)足步行機(jī)構(gòu)的原理設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析[D];長春理工大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2825222