一種新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-05 06:59
新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由滾動(dòng)螺母體和復(fù)合軸兩部分組成。該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)靈感來源于滾珠絲杠和并聯(lián)彈簧機(jī)構(gòu)。其運(yùn)動(dòng)方式與絲杠類似,滾動(dòng)螺母體在復(fù)合軸上回旋運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)復(fù)合軸水平進(jìn)給。與傳統(tǒng)的硬軸絲杠傳動(dòng)不同,新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用具有柔性的復(fù)合軸,從而可實(shí)現(xiàn)彎曲傳動(dòng),提高了機(jī)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)能力,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對(duì)該新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性進(jìn)行理論建模分析與實(shí)驗(yàn)研究。在保證復(fù)合軸具有較好柔性的前提下,為提高機(jī)構(gòu)的負(fù)載能力和工作效率,對(duì)復(fù)合軸中的彈簧軟軸和細(xì)長軸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析了細(xì)長軸的限定作用對(duì)彈簧軟軸的受力特性的影響,并推導(dǎo)出復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的極限負(fù)載能力與螺母體運(yùn)動(dòng)位置的關(guān)系。分析了沖擊載荷對(duì)機(jī)構(gòu)的影響并對(duì)復(fù)合軸和滾子的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行建模分析,得出了復(fù)合軸運(yùn)動(dòng)速度與螺母體轉(zhuǎn)速、位置和軸向載荷的關(guān)系。對(duì)滾子的受力情況進(jìn)行建模分析,推導(dǎo)出理想狀態(tài)下滾子不打滑條件。從摩擦損耗和彈性勢(shì)能損耗兩個(gè)方面建立效率模型,理論推導(dǎo)出效率計(jì)算公式,并根據(jù)滾子摩擦損耗原理提出了一種降低機(jī)構(gòu)損耗的改進(jìn)方案。利用已有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)載能力、滾子打滑率和傳動(dòng)效率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,并與理論結(jié)果...
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1不同運(yùn)動(dòng)方式的機(jī)器人??
過程中彈簧軟軸易失穩(wěn)問題,同時(shí),滾子承力能力的大小限制了該機(jī)構(gòu)的負(fù)載能??mn?軸承滾動(dòng)體?軟軸??圖1-3新型柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)??本項(xiàng)目組在先前研宄的基礎(chǔ)上針對(duì)軟軸易失穩(wěn)問題和滾子受力問題進(jìn)行研??宄和優(yōu)化設(shè)計(jì),借鑒并聯(lián)彈簧0%的結(jié)構(gòu)特性和滾珠絲杠的傳動(dòng)特性提出了一種??新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),如圖1-4所示。該機(jī)構(gòu)主要由新型復(fù)合軟軸和滾動(dòng)螺母??體組成,復(fù)合軟軸包含兩個(gè)部分:彈簧軟軸和兩端與彈簧軟軸固定的柔性細(xì)長軸。??這種新型的復(fù)合軟軸能夠很好地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少失穩(wěn)情況的發(fā)生,同時(shí)??能夠改善滾子的受力分布,從而提高系統(tǒng)的負(fù)載能力。這種新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)??構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、負(fù)載能力強(qiáng)、傳動(dòng)效率高、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn),擁有廣闊的應(yīng)用??前景,具有極大的研究意義。??ft??4?1??(a)三維模型圖??2?3??1.復(fù)合軸2.滾子3.螺母體??(
本項(xiàng)目組在先前研宄的基礎(chǔ)上針對(duì)軟軸易失穩(wěn)問題和滾子受力問題進(jìn)行研??宄和優(yōu)化設(shè)計(jì),借鑒并聯(lián)彈簧0%的結(jié)構(gòu)特性和滾珠絲杠的傳動(dòng)特性提出了一種??新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),如圖1-4所示。該機(jī)構(gòu)主要由新型復(fù)合軟軸和滾動(dòng)螺母??體組成,復(fù)合軟軸包含兩個(gè)部分:彈簧軟軸和兩端與彈簧軟軸固定的柔性細(xì)長軸。??這種新型的復(fù)合軟軸能夠很好地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少失穩(wěn)情況的發(fā)生,同時(shí)??能夠改善滾子的受力分布,從而提高系統(tǒng)的負(fù)載能力。這種新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)??構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、負(fù)載能力強(qiáng)、傳動(dòng)效率高、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn),擁有廣闊的應(yīng)用??前景,具有極大的研究意義。??ft??4?1??(a)三維模型圖??2?3??1.復(fù)合軸2.滾子3.螺母體??(b)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)??圖1-4新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柔性機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 于靖軍,郝廣波,陳貴敏,畢樹生. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(13)
[2]外骨骼機(jī)器人柔性變剛度驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)[J]. 馬挺,郭險(xiǎn)峰. 科技資訊. 2014(35)
[3]軟體機(jī)器人研究綜述[J]. 何斌,王志鵬,唐海峰. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(10)
[4]柔性蠕動(dòng)式管道機(jī)器人彎道驅(qū)動(dòng)能力研究[J]. 年四成,張延恒,孫漢旭,陳偉. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(08)
[5]細(xì)長壓桿失穩(wěn)時(shí)最大撓度的確定[J]. 董冠文,李宗義,趙彥軍,黃建明,王澤蔭,楊龍,張慶華,杜建霞,趙典凱. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2014(01)
[6]細(xì)長柔性壓桿彈性失穩(wěn)的后屈曲分析[J]. 劉湘龍. 科技風(fēng). 2013(21)
[7]柔性蠕動(dòng)管道機(jī)器人的牽引力及軟軸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析[J]. 張延恒,馮文龍,年四成,孫漢旭. 機(jī)器人. 2013(04)
[8]柔性蠕動(dòng)管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和通過性分析[J]. 張明偉,張延恒,孫漢旭,賈慶軒. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2012(01)
[9]彈性壓桿的大變形分析[J]. 李銀山,劉波,潘文波,侯書軍. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]摩擦接觸約束下的微小管道機(jī)器人管內(nèi)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析[J]. 徐從啟,解旭輝,戴一帆. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(15)
博士論文
[1]氣動(dòng)柔性驅(qū)動(dòng)器FPA的特性及其在多指靈巧手設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D]. 鮑官軍.浙江工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]一種柔性蠕動(dòng)管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化及步距控制研究[D]. 馮文龍.北京郵電大學(xué) 2013
[2]航天工況下滾珠絲杠的接觸特性及摩擦效率分析[D]. 曹琦.南京理工大學(xué) 2013
[3]滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副摩擦分析及試驗(yàn)方法研究[D]. 耿寶龍.華中科技大學(xué) 2012
[4]變截面細(xì)長壓桿失穩(wěn)基本理論的研究[D]. 謝揚(yáng)波.重慶大學(xué) 2009
[5]滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)定位精度分析[D]. 王淑坤.大連理工大學(xué) 2006
[6]有限變形螺旋彈簧非線性理論[D]. 劉虹.哈爾濱工程大學(xué) 2004
本文編號(hào):3064782
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1不同運(yùn)動(dòng)方式的機(jī)器人??
過程中彈簧軟軸易失穩(wěn)問題,同時(shí),滾子承力能力的大小限制了該機(jī)構(gòu)的負(fù)載能??mn?軸承滾動(dòng)體?軟軸??圖1-3新型柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)??本項(xiàng)目組在先前研宄的基礎(chǔ)上針對(duì)軟軸易失穩(wěn)問題和滾子受力問題進(jìn)行研??宄和優(yōu)化設(shè)計(jì),借鑒并聯(lián)彈簧0%的結(jié)構(gòu)特性和滾珠絲杠的傳動(dòng)特性提出了一種??新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),如圖1-4所示。該機(jī)構(gòu)主要由新型復(fù)合軟軸和滾動(dòng)螺母??體組成,復(fù)合軟軸包含兩個(gè)部分:彈簧軟軸和兩端與彈簧軟軸固定的柔性細(xì)長軸。??這種新型的復(fù)合軟軸能夠很好地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少失穩(wěn)情況的發(fā)生,同時(shí)??能夠改善滾子的受力分布,從而提高系統(tǒng)的負(fù)載能力。這種新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)??構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、負(fù)載能力強(qiáng)、傳動(dòng)效率高、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn),擁有廣闊的應(yīng)用??前景,具有極大的研究意義。??ft??4?1??(a)三維模型圖??2?3??1.復(fù)合軸2.滾子3.螺母體??(
本項(xiàng)目組在先前研宄的基礎(chǔ)上針對(duì)軟軸易失穩(wěn)問題和滾子受力問題進(jìn)行研??宄和優(yōu)化設(shè)計(jì),借鑒并聯(lián)彈簧0%的結(jié)構(gòu)特性和滾珠絲杠的傳動(dòng)特性提出了一種??新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),如圖1-4所示。該機(jī)構(gòu)主要由新型復(fù)合軟軸和滾動(dòng)螺母??體組成,復(fù)合軟軸包含兩個(gè)部分:彈簧軟軸和兩端與彈簧軟軸固定的柔性細(xì)長軸。??這種新型的復(fù)合軟軸能夠很好地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少失穩(wěn)情況的發(fā)生,同時(shí)??能夠改善滾子的受力分布,從而提高系統(tǒng)的負(fù)載能力。這種新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)??構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、負(fù)載能力強(qiáng)、傳動(dòng)效率高、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn),擁有廣闊的應(yīng)用??前景,具有極大的研究意義。??ft??4?1??(a)三維模型圖??2?3??1.復(fù)合軸2.滾子3.螺母體??(b)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)??圖1-4新型復(fù)合柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柔性機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 于靖軍,郝廣波,陳貴敏,畢樹生. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(13)
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[4]柔性蠕動(dòng)式管道機(jī)器人彎道驅(qū)動(dòng)能力研究[J]. 年四成,張延恒,孫漢旭,陳偉. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(08)
[5]細(xì)長壓桿失穩(wěn)時(shí)最大撓度的確定[J]. 董冠文,李宗義,趙彥軍,黃建明,王澤蔭,楊龍,張慶華,杜建霞,趙典凱. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2014(01)
[6]細(xì)長柔性壓桿彈性失穩(wěn)的后屈曲分析[J]. 劉湘龍. 科技風(fēng). 2013(21)
[7]柔性蠕動(dòng)管道機(jī)器人的牽引力及軟軸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析[J]. 張延恒,馮文龍,年四成,孫漢旭. 機(jī)器人. 2013(04)
[8]柔性蠕動(dòng)管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和通過性分析[J]. 張明偉,張延恒,孫漢旭,賈慶軒. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2012(01)
[9]彈性壓桿的大變形分析[J]. 李銀山,劉波,潘文波,侯書軍. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]摩擦接觸約束下的微小管道機(jī)器人管內(nèi)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析[J]. 徐從啟,解旭輝,戴一帆. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(15)
博士論文
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碩士論文
[1]一種柔性蠕動(dòng)管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化及步距控制研究[D]. 馮文龍.北京郵電大學(xué) 2013
[2]航天工況下滾珠絲杠的接觸特性及摩擦效率分析[D]. 曹琦.南京理工大學(xué) 2013
[3]滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副摩擦分析及試驗(yàn)方法研究[D]. 耿寶龍.華中科技大學(xué) 2012
[4]變截面細(xì)長壓桿失穩(wěn)基本理論的研究[D]. 謝揚(yáng)波.重慶大學(xué) 2009
[5]滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)定位精度分析[D]. 王淑坤.大連理工大學(xué) 2006
[6]有限變形螺旋彈簧非線性理論[D]. 劉虹.哈爾濱工程大學(xué) 2004
本文編號(hào):3064782
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