一种新型复合柔性驱动机构性能的试验研究

发布时间：2020-03-18 08:47

【摘要】：柔性驱动机构其基本结构是刚性滚动螺母体与柔性复合轴共同组成的螺母驱动型螺旋传动机构,滚动螺母体与复合柔性轴间运动性能的好坏对系统性能优劣起到决定性作用。随着驱动螺母与软轴相对位置的变化,软轴有效传动长度会随之发生改变,进而使得软轴的轴向刚度和弯曲刚度发生变化,同时软轴在轴向载荷的作用下将面临失稳,这都影响着柔性驱动机构的传动性能。柔性驱动机构中滚动螺母体与软轴间的滚动摩擦及相对滑动所产生的滑动摩擦都能影响到软轴的传动效率。通过对柔性驱动机构样机的实验研究,分析总结影响柔性驱动机构传动效果的因素,有助于改进驱动机构结构,改善柔性驱动机构性能。本课题建立柔性驱动机构性能测试实验平台,开展实验研究柔性驱动的传动特性。柔性复合轴传动效果实验研究包括仪器的选择、平台设计搭建,软件的编写,以及数据的采集处理和分析,理论计算以及柔性驱动机构的实际应用。通过大量理论分析、试验验证及实际应用,不断完善测试系统,提高系统的可操作性、测量精度及其可靠性。经过对实验数据的分析和处理,对被测复合软轴的传动特性有了深入了解,为今后改善软轴性能,改进软轴结构及提高软轴的应用指明了方向。
【图文】：

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新型驱动方式可以类比滚珠丝杠［３］的设计，将具有较大轴向刚度的圆柱螺旋弹簧逡逑和塑料软轴复合一体作为传动软轴，将滚动螺母体的旋转运动转换为柔性轴的轴逡逑向平移运动，柔性驱动机构结构如图１－１所示。复合软轴驱动机构作为一种新型逡逑的传动机构，其主要由复合软轴、滚动螺母体组成，安装方便维修简单。驱动螺逡逑母与软轴之间通过滚子接触，这样可以将滑动摩擦转化为滚动摩擦，有效降低摩逡逑擦损耗，减少磨损、提高使用寿命和抗爬行性能，提高传动效率。逡逑．：“，，ｒ邋ｉｋ逦“Ｖｉ》逡逑图１－１柔性驱动结构示意图逡逑柔性驱动机构的传动方式主要利用了复合弹簧软轴的柔性特性，这种柔性驱逡逑动应用范围广泛，具有良好的使用前景。柔性机构是一种利用材料的弹性变形来逡逑传递力和运动或者转换能量的新型传动机构。与一般的的刚性驱动机构相比，柔逡逑性驱动在吸收震动

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气动驱动器进行了研究。逡逑日本学者ＴｓＵｋａｇ0ｓｈｉｍ提出一种利用螺旋缠绕橡胶在充气状态下产生形变从逡逑而伸长的气动人工肌肉ＷＴＡ，如图１－３所示，这种人工肌肉也属于充气伸长型。逡逑十邋士逡逑手邋１不邋￣ｎ邋ｗ丰逡逑４逡逑逦逦邋ｍｉ邋ｕ逡逑图卜３气动驱动器ＷＴＡ逡逑中国哈尔滨工业大学的滕燕［８］等人提出了一种充气伸长型气动柔性驱动器，逡逑如图１－４，与前文所述的Ｍｃｋｉｂｂｅｎ型气动人工肌肉相比，它拥有更长的行程和逡逑更强的推动力。同时，这种柔性驱动器的驱动部件结构更加简单、输出位移直线逡逑度更好、可控制性更强。逡逑Ｉ逡逑ｆＸ／邋ｔ邋Ｖｆｆ逡逑＜邋＾邋！逡逑图１－４螺旋型气动柔性驱动器充气示意图逡逑气动柔性驱动器［Ｗ２］具有结构简单、易装配、低成本、功率重量比大、易于逡逑维护、环境污染小以及工作介质广泛存在等优点。较传统气缸具有更好的柔顺性，逡逑但存在控制电路较为复杂、装配空间较大、气动驱动装置应用时存在负载响应延逡逑迟、气动源的应用较少、取用不方便等问题逡逑３逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH112

【参考文献】