机器人智能关节驱控结构一体化设计方法研究

为减少纺织机器人所占空间并提高其控制性能,研制了一款用于落纱理管的新型纺织机器人腰部关节。采用有刷电动机为动力源,以STM32F103T8U6为主控芯片,以L9110S为驱动芯片,利用磁编码器AS5600与安装在输出轴末端的磁铁产生霍尔效应,实现腰部关节速度、位置的检测;通过对比单速度闭环控制和转速、电流双闭环系统,在控制算法上采用转速、电流双闭环比例积分(PI)控制系统进行调速;采用控制器局域网络(CAN)总线通信,以减少多关节布线的复杂程度。结果表明,所设计的机器人关节能有效减小体积,体现微型化设计,且使用范围更广泛,双闭环控制系统达到稳态的时间比单闭环控制缩短了30%。     

机器人关节裂纹传动系统机电耦合动态特性研究

服务机器人关节采用驱控一体化集成设计,并且传动系统采用小模数变位齿轮。关节频繁运动容易导致齿轮传动系统产生裂纹,裂纹引起刚度变化从而影响整个系统的动态特性。根据变位齿廓建立变位齿轮裂纹刚度计算模型,分别研究变位系数、多种裂纹形式对时变啮合刚度的影响;其次利用集中参数法构建了机器人关节机电耦合平移—扭转动力学模型,并将驱动电机的电磁特性、齿侧间隙等因素考虑入方程中;最后通过统计学分析裂纹对传动系统的影响。研究结果表明：正变位使刚度增大,负变位反之;双侧裂纹对刚度的影响明显大于单侧;随着裂纹加深,时变啮合刚度加速降低;随着传动系统级数的增加,裂纹对传动系统的影响逐渐减弱。研究结果为变位齿轮传动系统裂纹故障诊断提供理论基础。     

高速弧齿圆柱齿轮风阻功率损失研究

齿轮高速运行时,风阻功率损失是导致传动效率低的主要因素之一。基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术建立了弧齿圆柱齿轮周围空气流域模型并进行数字孪生,得出弧齿圆柱齿轮周围空气流域内的速度矢量图及风阻损失功率。结果表明,弧齿圆柱齿轮周围设置挡板可有效减小风阻功率的损失,轴向挡板间距越小,弧齿圆柱齿轮的风阻功率损失越小。轴向挡板间隙为2 mm时的风阻功率损失相比于轴向挡板间隙为10 mm时的风阻功率损失减小27.80%。而对于径向挡板来说,并不是间隙越小弧齿圆柱齿轮的风阻功率损失越小。不同齿形的齿轮在相同条件下风阻功率损失不同,同等条件下对比发现,压力角为25°的直齿轮相比于标准斜齿轮的风阻功率损失减小了23.84%。     

矢量推力发动机试车台有限元建模

介绍了矢量推力发动机试车台有限元建模方法和过程,并通过网格密度验证了模型的正确性,为下一步的有限元分析奠定了基础。     

基于CFD的弧齿圆柱齿轮喷油润滑气液两相流分析

该文研究弧齿圆柱齿轮在喷油润滑时喷油条件对润滑状态的影响,通过计算流体动力学(CFD)对其计算流域建模并进行简化与仿真计算.计算得到随着齿轮转速、喷油距离和喷油速度的变化时,弧齿圆柱齿轮啮合区油气率和气液总压的变化规律,并进行综合分析.结果 表明:影响弧齿圆柱齿轮润滑性能的关键因素是齿轮啮合区气液总压的大小,气液总压越...     

纺织装备行星齿轮传动系统修形研究

为达到纺织装备用行星减速器高传动效率和低噪音等要求,构建行星减速器三维数字化样机,并以此基础对该减速器第二级行星齿轮传动系统进行接触分析和齿面修形研究。以齿轮传动误差、啮合刚度、齿面法向力为评价指标对行星齿轮进行修形分析,通过改变不同修形参数分析其对修形指标参数的影响,最终确定行星齿轮传动系统的最佳修形方案。研究表明:行星齿轮传动系统的传动误差峰峰值由未修形时的0.68 μm降为修形后的0.25 μm,降低了约63%;齿面法向力和轮齿啮合刚度不同程度减小,改善了行星齿轮啮入、啮出冲击,有效提高了行星齿轮传动系统的传动效率,对行星齿轮传动系统的减振降噪提供了参考。