由于仿人機器人中安裝空間的限制,普通長筒柔輪諧波傳動難以滿足使用要求,短筒柔輪諧波傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小,受到越來越多研究者青睞。目前只有少數(shù)國家掌握短筒柔輪設(shè)計和制造技術(shù),國內(nèi)在這方面的研究起步較晚,還有諸多問題需要深入。本文通過對短筒柔輪嚙合理論和樣機結(jié)構(gòu)等方面開展研究,為短筒柔輪齒形和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。首先,基于特征曲線原理推導(dǎo)了諧波傳動柔輪輪齒運動學(xué),并使用包絡(luò)理論推導(dǎo)了共軛剛輪齒廓的求解方法,在此基礎(chǔ)上針對短筒柔輪諧波傳動中柔輪錐角變形大的問題計算出了適合短筒柔輪使用的分段共軛的理論剛輪齒廓。其次,針對柔輪軸向長度變短時應(yīng)力急劇增加的問題,通過有限元的分析,得到了柔輪應(yīng)力隨著結(jié)構(gòu)參數(shù)改變的影響規(guī)律。改進了柔輪結(jié)構(gòu),減小了應(yīng)力,為短筒柔輪結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了借鑒和參考。然后,提出了基于嚙合齒面接觸對的諧波傳動裝置有限元仿真模型,計算了在負載作用下柔輪應(yīng)力和變形情況,并導(dǎo)出了齒面接觸應(yīng)力,驗證了分段共軛剛輪齒廓嚙合的合理性。最后,根據(jù)前面對齒形和結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析結(jié)果,設(shè)計了50機型1/4比例短筒柔輪諧波傳動三元件結(jié)構(gòu)。同時設(shè)計了短筒柔輪諧波減速器機體結(jié)構(gòu)和初步加載試驗裝置,為進一步樣機... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

諧波減速器基本構(gòu)成

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文在機器人應(yīng)用中，尤其是在仿人機器人中，受實際人體體型的限制人內(nèi)部減速器可用安裝空間大大受限，在滿足傳動性能的前提下，波減速器的尺寸（主要是軸向尺寸，即諧波元件中柔輪軸向長度）如圖 1-2 所示，日本本田技研生產(chǎn)的 P3 機器人，外形大小與人相關(guān)節(jié)寬度只有 160mm。如果使用普通的長度柔輪諧波減速器，剛0mm 的諧波傳動元件柔輪軸向長度大約為 50mm，此外軸向還需要入軸、聯(lián)軸器、輸出軸等元部件。為滿足軸向尺寸要求，可以增換向裝置使電機垂直放置或使用同步帶使電機軸平行配置。但這兩使機器人腿部結(jié)構(gòu)臃腫，質(zhì)量增加，而且錐齒輪和同步帶的存在會低傳動精度，不利于機器人的控制。因此使用軸向尺寸更小的短傳動既可以滿足仿人機器人仿形要求，又能減小質(zhì)量，提高及機器。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文發(fā)展及整體裝備制造水平相對落后，暫時還無法獨立研制出完全符合性能要的短筒柔輪諧波減速器。國外雖然在此方面的研究較為先進，已經(jīng)有成型的品，但由于其在航空航天及軍事方面的重要意義，國外對其相關(guān)技術(shù)完全封鎖因此自行研究具有實用價值的短筒諧波減速器具有重要的意義。圖 1-3 為普諧波減速器和短筒諧波減速器的比較。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]諧波齒輪傳動裝置及其短筒柔輪分析研究[D]. 陽培.機械科學(xué)研究總院 2006

碩士論文
[1]一種新型結(jié)構(gòu)的諧波減速器研究[D]. 王迪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
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本文編號：3414265