隨著生產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)則形狀物體的欠驅動三指機械手得到了廣泛的應用。為了進一步提高機械手的性能,越來越多的人開始對機械手的驅動元件(即3自由度差動輪系)進行研究。目前國際上流行的3自由度差動輪系采用的是錐齒輪,錐齒輪在轉動時不但受徑向力,而且還受軸向力,齒輪軸既受扭矩也受彎矩,這樣會使系統不穩(wěn)定,引起噪音,大大影響了系統的使用壽命；而且錐齒輪加工、安裝比較困難。因此,研究與探索新型的3自由度差動輪系仍然是亟待解決的重要課題。 本論文在國內外研究成果的基礎上,針對如何提高欠驅動三指機械手的傳動性能,提出了新型的3自由度差動輪系,其切入點是把國外的錐齒輪差動輪系變?yōu)橹饼X圓柱齒輪差動輪系。直齒圓柱齒輪嚙合時只受徑向力,不受軸向力,齒輪軸只受扭矩,因而運轉更加平穩(wěn),從而降低了噪音,延長了系統的使用壽命；’同時,直齒圓柱齒輪加工容易,安裝方便。 對新型3自由度差動輪系進行了機構綜合設計,首先根據輪系特點選擇了結構形式,通過對輪系進行運動分析確定各齒輪直徑之間的關系；根據結構形式和各齒輪直徑之間的關系確定了輪系的傳動簡圖。其次,對新型3自由度差動輪系進行了參數計算,初步選擇了各齒輪齒數,為需要變位的齒輪選擇了變位系數,驗證了各個齒輪齒數滿足輪系的裝配條件；計算了輪系的載荷分配不均勻系數。 對新型3自由度差動輪系進行了強度計算和效率計算。同時,對新型3自由度差動輪系進行了三維建模與運動學仿真,結果表明：新型3自由度差動輪系的三個輸出軸互相獨立,在任何情況下輸入轉矩都被平均分配到三個輸出軸上,每個輸出軸的轉速可能會變化,但轉矩保持不變。根據輸入功率等于輸出功率的原理,三個輸出軸的轉速之和等于輸入軸轉速的三倍。通過運動學仿真,證明了新型3自由度差動輪系的傳動能夠滿足我們的要求。
【學位單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：TH132
【部分圖文】：

1.1選題背景及其意義標準差動輪系是具有2個自由度的行星太陽輪和轉臂都能圍繞中心軸轉動，差動輪進步，差動輪系的應用越來越廣泛，例如差 船用航向指示器、電動卷揚機減速器l2]等都裝置、轉爐傾動機構和某些軋鋼機[3]中，常用最廣泛的是汽車領域中的2自由度后橋差中一個為輸入軸，其余兩個為輸出軸，輸出駛時，輸入軸驅動兩個輸出軸，并帶動左輪速器通過調節(jié)汽車內輪和外輪以不同的速度降低的數量和外輪速度增加的數量相等，此如果汽車上沒有使用此差速器，而是用同一內輪就會打滑。

動系統中不能得到應用。我們可以把一系列的標準差動輪系連接起來組成具有2”個自由度的差動系統l’1，圖1.2中每個橢圓代表一個標準2自由度差動輪系，把三個標準2自由度差動輪系連接起來就構成了一個輸入、四個輸出的4自由度差動系統，同理，可以得到8自由度、16自由度圖1.2由二個2白由度標準差動系統組成的4白由度差動系統 F19.1.2Afourdegree一 of-freedomdifferentialsystembyeonlbiningthreetwo一degree一 of-freedomdifferentials一1一戶

北大學碩士學位論文第一章緒由標準差動輪系組成的機械裝置雖然得到了廣泛的應用，但只限在2n個自由度上于那些需要3、5、6等個數自由度的系統，顯然不能簡單的把標準差動輪系連接起而3、5、6等個數自由度的差動系統卻在許多領域得到了廣泛的應用，例如萬能機械抓取裝置(universalRoboticoripper)[5，6，7】、自適應多足移動機器人(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，欠驅動三指機械手抓取裝置[”，’2，”]就使用了3自由度差動輪系做為它的驅部分。圖1.3的Ut蒯MIT多指靈巧手是美國麻省理工學院人工智能實驗室和猶他大工程設計中心聯合研制的，是當時最先進的機械手之一，也是出現的較早期的擬人機手。圖1.4的SARAH(Self-Ad即tingRoboticAuxiliaryGrasper)機械手是加拿大OBOTICS公司與Laval大學合作為國際空間站研制的，它雖然有10個自由度，但有一個驅動，控制非常簡單。

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 楊實如;2K—H型輪系效率公式的研究[J];成都大學學報(自然科學版);2001年01期

2 張濤,張少名;行星齒輪傳動均載的研究[J];機械設計;1998年12期

3 駱敏舟,梅濤,汪小華;形狀自適應欠驅動三關節(jié)機器人手指設計[J];計算機輔助設計與圖形學學報;2005年02期

4 賀斌,楊傳華,趙麗杰,劉俊巖;差動輪系嚙合功率流向特征值的求解[J];佳木斯大學學報(自然科學版);2001年04期

5 汪勁松，榮松年，張伯鵬;全方位雙三足步行機器人（Ⅰ）──步行原理、機構及控制系統[J];清華大學學報(自然科學版);1994年02期

6 何風梅;減小行星齒輪傳動載荷分配不均勻系數的幾種均載裝置[J];煤礦機械;2002年01期

相關碩士學位論文 前1條

1 王建宇;差動足步行機構的原理設計與運動分析[D];長春理工大學;2002年

本文編號：2825222