一种新型复合柔性驱动机构的传动特性研究
发布时间：2021-03-05 06:59
新型复合柔性驱动机构由滚动螺母体和复合轴两部分组成。该机构的设计灵感来源于滚珠丝杠和并联弹簧机构。其运动方式与丝杠类似,滚动螺母体在复合轴上回旋运动从而带动复合轴水平进给。与传统的硬轴丝杠传动不同,新型复合柔性驱动机构采用具有柔性的复合轴,从而可实现弯曲传动,提高了机构的环境适应能力,具有广阔的应用前景。本文针对该新型复合柔性驱动机构的传动特性进行理论建模分析与实验研究。在保证复合轴具有较好柔性的前提下,为提高机构的负载能力和工作效率,对复合轴中的弹簧软轴和细长轴进行了优化设计。分析了细长轴的限定作用对弹簧软轴的受力特性的影响,并推导出复合柔性驱动机构的极限负载能力与螺母体运动位置的关系。分析了冲击载荷对机构的影响并对复合轴和滚子的运动特性进行建模分析,得出了复合轴运动速度与螺母体转速、位置和轴向载荷的关系。对滚子的受力情况进行建模分析,推导出理想状态下滚子不打滑条件。从摩擦损耗和弹性势能损耗两个方面建立效率模型,理论推导出效率计算公式,并根据滚子摩擦损耗原理提出了一种降低机构损耗的改进方案。利用已有的实验平台对复合柔性驱动机构的负载能力、滚子打滑率和传动效率进行实验测试,并与理论结果...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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过程中弹簧软轴易失稳问题，同时，滚子承力能力的大小限制了该机构的负载能??ｍｎ?轴承滚动体?软轴??图１－３新型柔性驱动机构??本项目组在先前研宄的基础上针对软轴易失稳问题和滚子受力问题进行研??宄和优化设计，借鉴并联弹簧０％的结构特性和滚珠丝杠的传动特性提出了一种??新型复合柔性驱动机构，如图１－４所示。该机构主要由新型复合软轴和滚动螺母??体组成，复合软轴包含两个部分：弹簧软轴和两端与弹簧软轴固定的柔性细长轴。??这种新型的复合软轴能够很好地提高系统的稳定性，减少失稳情况的发生，同时??能够改善滚子的受力分布，从而提高系统的负载能力。这种新型复合柔性驱动机??构具有结构简单、负载能力强、传动效率高、鲁棒性好等优点，拥有广阔的应用??前景，具有极大的研究意义。??ｆｔ？?４?１??（ａ）三维模型图??２?３??１．复合轴２．滚子３．螺母体??（
本项目组在先前研宄的基础上针对软轴易失稳问题和滚子受力问题进行研??宄和优化设计，借鉴并联弹簧０％的结构特性和滚珠丝杠的传动特性提出了一种??新型复合柔性驱动机构，如图１－４所示。该机构主要由新型复合软轴和滚动螺母??体组成，复合软轴包含两个部分：弹簧软轴和两端与弹簧软轴固定的柔性细长轴。??这种新型的复合软轴能够很好地提高系统的稳定性，减少失稳情况的发生，同时??能够改善滚子的受力分布，从而提高系统的负载能力。这种新型复合柔性驱动机??构具有结构简单、负载能力强、传动效率高、鲁棒性好等优点，拥有广阔的应用??前景，具有极大的研究意义。??ｆｔ？?４?１??（ａ）三维模型图??２?３??１．复合轴２．滚子３．螺母体??（ｂ）实验样机??图１－４新型复合柔性驱动机构??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性机构及其应用研究进展[J]. 于靖军,郝广波,陈贵敏,毕树生. 机械工程学报. 2015(13)
[2]外骨骼机器人柔性变刚度驱动器设计[J]. 马挺,郭险峰. 科技资讯. 2014(35)
[3]软体机器人研究综述[J]. 何斌,王志鹏,唐海峰. 同济大学学报(自然科学版). 2014(10)
[4]柔性蠕动式管道机器人弯道驱动能力研究[J]. 年四成,张延恒,孙汉旭,陈伟. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(08)
[5]细长压杆失稳时最大挠度的确定[J]. 董冠文,李宗义,赵彦军,黄建明,王泽荫,杨龙,张庆华,杜建霞,赵典凯. 机械研究与应用. 2014(01)
[6]细长柔性压杆弹性失稳的后屈曲分析[J]. 刘湘龙. 科技风. 2013(21)
[7]柔性蠕动管道机器人的牵引力及软轴结构稳定性分析[J]. 张延恒,冯文龙,年四成,孙汉旭. 机器人. 2013(04)
[8]柔性蠕动管道机器人结构设计和通过性分析[J]. 张明伟,张延恒,孙汉旭,贾庆轩. 机电产品开发与创新. 2012(01)
[9]弹性压杆的大变形分析[J]. 李银山,刘波,潘文波,侯书军. 河北工业大学学报. 2011(05)
[10]摩擦接触约束下的微小管道机器人管内运动稳定性分析[J]. 徐从启,解旭辉,戴一帆. 机械工程学报. 2010(15)
博士论文
[1]气动柔性驱动器FPA的特性及其在多指灵巧手设计中的应用研究[D]. 鲍官军.浙江工业大学 2006
硕士论文
[1]一种柔性蠕动管道机器人结构优化及步距控制研究[D]. 冯文龙.北京邮电大学 2013
[2]航天工况下滚珠丝杠的接触特性及摩擦效率分析[D]. 曹琦.南京理工大学 2013
[3]滚动直线导轨副摩擦分析及试验方法研究[D]. 耿宝龙.华中科技大学 2012
[4]变截面细长压杆失稳基本理论的研究[D]. 谢扬波.重庆大学 2009
[5]滚珠丝杠进给系统定位精度分析[D]. 王淑坤.大连理工大学 2006
[6]有限变形螺旋弹簧非线性理论[D]. 刘虹.哈尔滨工程大学 2004
本文编号：3064782
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不同运动方式的机器人??
过程中弹簧软轴易失稳问题，同时，滚子承力能力的大小限制了该机构的负载能??ｍｎ?轴承滚动体?软轴??图１－３新型柔性驱动机构??本项目组在先前研宄的基础上针对软轴易失稳问题和滚子受力问题进行研??宄和优化设计，借鉴并联弹簧０％的结构特性和滚珠丝杠的传动特性提出了一种??新型复合柔性驱动机构，如图１－４所示。该机构主要由新型复合软轴和滚动螺母??体组成，复合软轴包含两个部分：弹簧软轴和两端与弹簧软轴固定的柔性细长轴。??这种新型的复合软轴能够很好地提高系统的稳定性，减少失稳情况的发生，同时??能够改善滚子的受力分布，从而提高系统的负载能力。这种新型复合柔性驱动机??构具有结构简单、负载能力强、传动效率高、鲁棒性好等优点，拥有广阔的应用??前景，具有极大的研究意义。??ｆｔ？?４?１??（ａ）三维模型图??２?３??１．复合轴２．滚子３．螺母体??（
本项目组在先前研宄的基础上针对软轴易失稳问题和滚子受力问题进行研??宄和优化设计，借鉴并联弹簧０％的结构特性和滚珠丝杠的传动特性提出了一种??新型复合柔性驱动机构，如图１－４所示。该机构主要由新型复合软轴和滚动螺母??体组成，复合软轴包含两个部分：弹簧软轴和两端与弹簧软轴固定的柔性细长轴。??这种新型的复合软轴能够很好地提高系统的稳定性，减少失稳情况的发生，同时??能够改善滚子的受力分布，从而提高系统的负载能力。这种新型复合柔性驱动机??构具有结构简单、负载能力强、传动效率高、鲁棒性好等优点，拥有广阔的应用??前景，具有极大的研究意义。??ｆｔ？?４?１??（ａ）三维模型图??２?３??１．复合轴２．滚子３．螺母体??（ｂ）实验样机??图１－４新型复合柔性驱动机构??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性机构及其应用研究进展[J]. 于靖军,郝广波,陈贵敏,毕树生. 机械工程学报. 2015(13)
[2]外骨骼机器人柔性变刚度驱动器设计[J]. 马挺,郭险峰. 科技资讯. 2014(35)
[3]软体机器人研究综述[J]. 何斌,王志鹏,唐海峰. 同济大学学报(自然科学版). 2014(10)
[4]柔性蠕动式管道机器人弯道驱动能力研究[J]. 年四成,张延恒,孙汉旭,陈伟. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(08)
[5]细长压杆失稳时最大挠度的确定[J]. 董冠文,李宗义,赵彦军,黄建明,王泽荫,杨龙,张庆华,杜建霞,赵典凯. 机械研究与应用. 2014(01)
[6]细长柔性压杆弹性失稳的后屈曲分析[J]. 刘湘龙. 科技风. 2013(21)
[7]柔性蠕动管道机器人的牵引力及软轴结构稳定性分析[J]. 张延恒,冯文龙,年四成,孙汉旭. 机器人. 2013(04)
[8]柔性蠕动管道机器人结构设计和通过性分析[J]. 张明伟,张延恒,孙汉旭,贾庆轩. 机电产品开发与创新. 2012(01)
[9]弹性压杆的大变形分析[J]. 李银山,刘波,潘文波,侯书军. 河北工业大学学报. 2011(05)
[10]摩擦接触约束下的微小管道机器人管内运动稳定性分析[J]. 徐从启,解旭辉,戴一帆. 机械工程学报. 2010(15)
博士论文
[1]气动柔性驱动器FPA的特性及其在多指灵巧手设计中的应用研究[D]. 鲍官军.浙江工业大学 2006
硕士论文
[1]一种柔性蠕动管道机器人结构优化及步距控制研究[D]. 冯文龙.北京邮电大学 2013
[2]航天工况下滚珠丝杠的接触特性及摩擦效率分析[D]. 曹琦.南京理工大学 2013
[3]滚动直线导轨副摩擦分析及试验方法研究[D]. 耿宝龙.华中科技大学 2012
[4]变截面细长压杆失稳基本理论的研究[D]. 谢扬波.重庆大学 2009
[5]滚珠丝杠进给系统定位精度分析[D]. 王淑坤.大连理工大学 2006
[6]有限变形螺旋弹簧非线性理论[D]. 刘虹.哈尔滨工程大学 2004
本文编号：3064782
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