本文關(guān)鍵詞：RV減速器傳動特性的仿真與實驗研究

  更多相關(guān)文章： RV減速器 非線性摩擦 機(jī)械傳動效率 非線性扭轉(zhuǎn)剛度 回轉(zhuǎn)傳動精度

【摘要】：隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高,工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段,在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。但是,在工業(yè)機(jī)器人的實際應(yīng)用過程中,出現(xiàn)的問題也隨之增多,有時候機(jī)器人并不能完全按照人們所預(yù)期的想法去運(yùn)行,運(yùn)動過程中往往會出現(xiàn)一些不必要的顫振現(xiàn)象以及末端操作器的位姿偏移等等,這些問題嚴(yán)重影響了機(jī)器人的應(yīng)用效果。RV減速器作為工業(yè)機(jī)器人中的重要精密傳動部件,是機(jī)器人實際應(yīng)用過程中保證其精度、承載能力、運(yùn)動安全性以及穩(wěn)定性等一系列問題的關(guān)鍵。然而,目前對于RV減速器的動力學(xué)理論研究還不完善,嚴(yán)重影響了該類問題的解決。因此,本文從減速器的非線性摩擦、效率、扭轉(zhuǎn)剛度以及傳動精度四方面入手,搭建平臺進(jìn)行實驗,全面地研究RV減速器的動力學(xué)特性,為后續(xù)對工業(yè)機(jī)器人實現(xiàn)更好的控制提供基礎(chǔ)。首先,分析了RV減速器內(nèi)部的非線性摩擦特性,建立了RV減速器測試臺的數(shù)學(xué)模型,并且對RV-40E減速器進(jìn)行了摩擦實驗,利用遺傳算法辨識出了RV減速器靜摩擦力+Coulomb+Stick+Stribeck摩擦模型。并以此為基礎(chǔ),針對關(guān)鍵摩擦變量對摩擦特性的影響以及摩擦阻尼大小對系統(tǒng)輸出端的瞬態(tài)影響,進(jìn)行了仿真,分析了減速器非線性摩擦的改善措施。其次,結(jié)合RV減速器的傳動效率特性以及非線性摩擦特性,建立了考慮摩擦特性的RV減速器Adams模型,并且,通過Adams與Matlab聯(lián)合技術(shù),對模型完成了效率的仿真,初步分析了其效率特性。又對此搭建了RV減速器的傳動效率測試臺,以兩臺不同型號的RV減速器為研究對象,進(jìn)行了傳動效率的檢測。通過對數(shù)據(jù)的處理,分析了RV減速器傳動效率曲線變化的規(guī)律、產(chǎn)生原因以及適當(dāng)?shù)馗纳拼胧�。再�?分析了RV減速器扭轉(zhuǎn)剛度的非線性特性,完成了對測試臺的加載裝置的設(shè)計,搭建了RV減速器扭轉(zhuǎn)剛度測試臺,以國內(nèi)外RV-20E以及RV-40E減速器進(jìn)行了剛度測試,分析了其在不同位置時的線性剛度與空程回差,發(fā)現(xiàn)RV減速器在重載情況下會體現(xiàn)出滯回特性。其次,通過對RV-20E減速器實驗結(jié)果進(jìn)行分析,建立了減速器的三次多項式非線性剛度模型,并針對此模型進(jìn)行了仿真,分析了不同剛度大小對機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)輸出端的動態(tài)影響。最后,針對RV減速器傳動精度,搭建了測試臺,并且對RV-20E以及RV-40E減速器完成了傳動精度的測試。同時,又對RV減速器傳動過程中的誤差源進(jìn)行了分析,建立了包括非線性扭轉(zhuǎn)剛度、阻尼、轉(zhuǎn)動慣量在內(nèi)的RV傳動動力學(xué)模型,并在測得RV-20E減速器在低速狀態(tài)下傳動誤差的基礎(chǔ)上,定性地分析了剛度、阻尼以及轉(zhuǎn)動慣量對傳動誤差的影響,同時也對減速器剛度對傳動誤差的影響進(jìn)行了實驗驗證。然后發(fā)現(xiàn)RV減速器的轉(zhuǎn)動慣量、阻尼以及其非線性扭轉(zhuǎn)剛度對回轉(zhuǎn)傳動精度有直接的影響。
【關(guān)鍵詞】：RV減速器 非線性摩擦 機(jī)械傳動效率 非線性扭轉(zhuǎn)剛度 回轉(zhuǎn)傳動精度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242.2;TH132.46
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題背景及研究意義11-13
• 1.1.1 課題背景11-13
• 1.1.2 研究意義13
• 1.2 RV減速器關(guān)鍵特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 非線性摩擦模型13-16
• 1.2.2 非線性扭轉(zhuǎn)剛度16-17
• 1.2.3 減速器回轉(zhuǎn)傳動精度17
• 1.2.4 減速器傳動效率17-18
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 RV減速器非線性摩擦特性研究20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 RV減速器關(guān)節(jié)數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.2.1 間隙特性模型20-21
• 2.2.2 非線性摩擦特性模型21-23
• 2.2.3 測試臺模型23-24
• 2.3 摩擦實驗分析24-27
• 2.4 摩擦特性對系統(tǒng)輸出端的影響仿真27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 RV減速器傳動效率特性研究30-39
• 3.1 引言30
• 3.2 RV減速器傳動效率實驗平臺搭建30-34
• 3.2.1 傳動效率概念30
• 3.2.2 傳動效率實驗平臺結(jié)構(gòu)30-31
• 3.2.3 實驗臺主要硬件設(shè)備31-32
• 3.2.4 測試平臺精度保證32-34
• 3.3 考慮摩擦特性的效率聯(lián)合仿真34-35
• 3.4 RV減速器傳動效率實驗分析35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 RV減速器扭轉(zhuǎn)剛度特性研究39-50
• 4.1 引言39
• 4.2 RV減速器剛度測試臺搭建39-41
• 4.2.1 扭轉(zhuǎn)剛度特性原理分析39-40
• 4.2.2 測試臺整體設(shè)備組成40
• 4.2.3 測試臺加載裝置設(shè)計40-41
• 4.3 RV減速器剛度實驗數(shù)據(jù)分析41-48
• 4.3.1 剛度誤差分析41-42
• 4.3.2 剛度實驗結(jié)果42-44
• 4.3.3 空程誤差處理44-45
• 4.3.4 扭轉(zhuǎn)剛度處理45-48
• 4.4 RV減速器關(guān)節(jié)剛度對系統(tǒng)影響仿真48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 RV減速器傳動誤差特性研究50-66
• 5.1 引言50
• 5.2 RV減速器傳動誤差測試臺搭建50-55
• 5.2.1 測試臺結(jié)構(gòu)本體50-51
• 5.2.2 測試臺設(shè)備選擇51-52
• 5.2.3 測試臺零部件校核52-54
• 5.2.4 RV減速器回轉(zhuǎn)傳動誤差實驗54-55
• 5.3 考慮非線性剛度與阻尼的傳動誤差分析55-58
• 5.3.1 非線性扭轉(zhuǎn)剛度55
• 5.3.2 傳動誤差源分析55-56
• 5.3.3 RV減速器傳動精度動力學(xué)模型56-58
• 5.4 RV傳動誤差參數(shù)定性分析58-63
• 5.4.1 非線性剛度對RV減速器總傳動誤差的影響分析59-61
• 5.4.2 等效阻尼對RV減速器總傳動誤差的影響分析61-62
• 5.4.3 轉(zhuǎn)動慣量對RV減速器總傳動誤差的影響分析62-63
• 5.5 非線性剛度對RV減速器總傳動誤差影響的實驗分析63-64
• 5.6 本章小結(jié)64-66
• 結(jié)論66-68
• 附錄68-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 致謝82

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本文編號：524039