發(fā)布時間：2017-04-20 15:18

  本文關(guān)鍵詞：新型旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)設(shè)計與優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液壓機(jī)器人關(guān)節(jié)是液壓機(jī)器人的基礎(chǔ)部件，其性能的好壞將直接影響液壓機(jī)器人整體性能的優(yōu)劣。液壓轉(zhuǎn)角自伺服技術(shù)是將液壓伺服技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，讓小尺寸、小力矩的電機(jī)通過液壓伺服機(jī)構(gòu)控制大力矩轉(zhuǎn)角輸出，能減小液壓關(guān)節(jié)尺寸并實現(xiàn)油道內(nèi)置，現(xiàn)已成功地應(yīng)用于液壓機(jī)器人關(guān)節(jié)中。本文通過總結(jié)目前液壓轉(zhuǎn)角自伺服技術(shù)中存在的問題及其不足，設(shè)計出了一種新型旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)，并對該關(guān)節(jié)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化及相關(guān)特性研究，為推動液壓機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用，作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。本文所做的主要工作及結(jié)論如下： （1）設(shè)計出了一種新型旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)，并給出了該關(guān)節(jié)的主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)。 （2）建立了關(guān)節(jié)動力學(xué)模型及系統(tǒng)仿真模型，并采用遺傳算法對該關(guān)節(jié)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，獲得了關(guān)節(jié)工作腔的優(yōu)化尺寸；然后對優(yōu)化后的關(guān)節(jié)進(jìn)行了動態(tài)仿真及特性分析，得出了優(yōu)化后的關(guān)節(jié)具有更好的跟隨性能和更大的輸出力矩。 （3）利用動網(wǎng)格和UDF技術(shù)對優(yōu)化后的關(guān)節(jié)內(nèi)部流場進(jìn)行了動態(tài)數(shù)值模擬，分析了其內(nèi)部流場中壓力、流速及葉片受力的瞬時變化規(guī)律，，并研究了一些重要參數(shù)對關(guān)節(jié)動態(tài)響應(yīng)特性的影響。 （4）采用FLUENT軟件對優(yōu)化后的關(guān)節(jié)閥芯閥套間環(huán)形間隙內(nèi)部流場進(jìn)行了仿真分析，得到了間隙油膜厚度與泄漏量和粘性摩擦力矩之間的關(guān)系，最終獲得了油膜厚度的最優(yōu)值。 （5）利用有限元方法對該關(guān)節(jié)的閥體和缸體進(jìn)行了有限元建模和靜動力學(xué)分析，得出了它們在受載時的應(yīng)力和位移分布規(guī)律，并獲取了閥體和缸體的各階固有頻率及其振型，為關(guān)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計試驗提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：液壓機(jī)器人 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié) 優(yōu)化設(shè)計 動態(tài)數(shù)值模擬 油膜厚度優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP242;TH137
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究的背景及意義10-11
• 1.3 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-20
• 1.3.1 液壓機(jī)器人的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.2 液壓機(jī)器人關(guān)節(jié)的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.3 液壓轉(zhuǎn)角自伺服技術(shù)的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容20-21
• 第2章 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)原理及其實現(xiàn)21-25
• 2.1 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)組成及工作原理21-23
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)組成21-22
• 2.1.2 工作原理22-23
• 2.2 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)控制方法23-24
• 2.3 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)應(yīng)達(dá)到的性能指標(biāo)24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與動態(tài)特性研究25-37
• 3.1 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)動力學(xué)模型25-28
• 3.1.1 閥芯閥口流量方程25-27
• 3.1.2 工作腔流量連續(xù)性方程27-28
• 3.1.3 關(guān)節(jié)和負(fù)載的力矩平衡方程28
• 3.2 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)仿真模型28-30
• 3.3 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化30-33
• 3.3.1 工作腔排量及油道直徑優(yōu)化30-31
• 3.3.2 工作腔結(jié)構(gòu)尺寸遺傳優(yōu)化31-33
• 3.4 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)動態(tài)仿真及特性分析33-36
• 3.4.1 跟隨性能分析33-34
• 3.4.2 閥口開口面積及負(fù)載壓強(qiáng)分析34-36
• 3.4.3 跟隨速度分析36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 基于動網(wǎng)格的旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)內(nèi)部流場數(shù)值模擬37-54
• 4.1 FLUENT 軟件簡介37
• 4.2 數(shù)值模擬過程37-42
• 4.2.1 建立關(guān)節(jié)內(nèi)部流場模型37-38
• 4.2.2 控制方程38-39
• 4.2.3 網(wǎng)格劃分39
• 4.2.4 邊界條件及物理參數(shù)39-41
• 4.2.5 動網(wǎng)格技術(shù)41-42
• 4.3 模擬結(jié)果及分析42-52
• 4.3.1 壓力場分析42-45
• 4.3.2 速度場分析45-48
• 4.3.3 葉片受力分析48-50
• 4.3.4 動態(tài)特性分析50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 第5章 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)閥芯閥套間環(huán)形間隙油膜厚度優(yōu)化研究54-66
• 5.1 閥芯閥套間環(huán)形間隙特性分析54-58
• 5.1.1 層流、紊流模型的選擇54-55
• 5.1.2 泄漏量分析55-56
• 5.1.3 粘性摩擦力矩分析56-57
• 5.1.4 理論最優(yōu)間隙油膜厚度57-58
• 5.2 建立閥芯閥套間環(huán)形間隙內(nèi)部流場仿真模型58-60
• 5.2.1 建立幾何模型58
• 5.2.2 網(wǎng)格劃分58-59
• 5.2.3 邊界條件及計算條件59-60
• 5.3 仿真結(jié)果分析60-65
• 5.3.1 間隙油膜厚度對泄漏量的影響60-63
• 5.3.2 間隙油膜厚度對粘性摩擦力矩的影響63-64
• 5.3.3 最優(yōu)間隙油膜厚度64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第6章 旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)中關(guān)鍵部件的有限元及模態(tài)分析66-74
• 6.1 有限元模型的建立66-68
• 6.1.1 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分66-67
• 6.1.2 定義單元材料屬性67
• 6.1.3 邊界條件與約束67-68
• 6.1.4 載荷施加68
• 6.2 有限元靜力學(xué)分析68-70
• 6.2.1 閥體靜力學(xué)分析68-70
• 6.2.2 缸體靜力學(xué)分析70
• 6.3 有限元模態(tài)分析70-73
• 6.3.1 閥體模態(tài)分析70-72
• 6.3.2 缸體模態(tài)分析72-73
• 6.4 本章小結(jié)73-74
• 第7章 總結(jié)與展望74-76
• 7.1 全文總結(jié)74-75
• 7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)75
• 7.3 工作展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及申請的專利82-83
• 一發(fā)表的論文82
• 二申請及授權(quán)的專利82-83
• 附錄 2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目83-84
• 詳細(xì)摘要84-88

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高峰;劉亞輝;季學(xué)武;郭曉林;;電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的初步匹配計算[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2007年05期

2 趙丁選;韓成浩;;遙操作機(jī)器人位置反饋型H_∞雙向伺服控制系統(tǒng)研究[J];中國工程機(jī)械學(xué)報;2010年02期

3 石麗娜;陳志平;章序文;蘭建華;;基于動網(wǎng)格的高壓煤漿輸送泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬優(yōu)化研究[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報;2012年03期

4 陳健;史寶奇;周驥平;朱興龍;;液壓伺服關(guān)節(jié)缸體的有限元分析[J];中國制造業(yè)信息化;2006年13期

5 杜發(fā)榮;岳育元;;柱塞油泵的流場數(shù)值研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2011年03期

6 張曉東;張培林;傅建平;王成;;基于動網(wǎng)格的火炮制退機(jī)內(nèi)部流場數(shù)值模擬[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年04期

7 徐必勇;羅銘;劉顯成;;新型多功能拆除機(jī)器人的研制[J];建筑機(jī)械;2013年05期

8 馬幼捷，周雪松;直接反饋線性化理論概論[J];山東紡織工學(xué)院學(xué)報;1994年01期

9 劉華坪;陳浮;馬波;;基于動網(wǎng)格與UDF技術(shù)的閥門流場數(shù)值模擬[J];汽輪機(jī)技術(shù);2008年02期

10 賴慶仁;張學(xué)勝;趙永東;蘇力剛;劉昶;;負(fù)重外骨骼機(jī)器人液壓驅(qū)動系統(tǒng)的初步設(shè)計[J];液壓與氣動;2011年09期

  本文關(guān)鍵詞：新型旋轉(zhuǎn)液壓自伺服關(guān)節(jié)設(shè)計與優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：318968