用冗余驱动方法进行弹性机构动力平衡的理论与实验研究

发布时间：2020-03-19 00:19

【摘要】： 弹性机构的动力平衡问题是机构动力学研究领域的前沿课题，到目前为止，国内外在该领域的研究中，绝大多数局限于理论分析和数值仿真，很少涉及到实验研究。本文在弹性机构动力平衡的实验研究方面进行了有益的尝试，采用附加冗余驱动的办法，首次对弹性连杆机构的动力平衡进行了实验研究，取得了一定的成果。 本文的前一部分，对附加冗余驱动的弹性机构建立了运动微分方程，并对其进行了理论分析，阐明了附加冗余驱动对弹性机构动力平衡的原理和方法。针对一平面弹性四连杆机构，以其震动力和震动力矩的加权和为目标函数，，以冗余驱动力矩为变量，对附加冗余驱动的弹性机构进行最优平衡，其仿真结果表明该方法是有效的。 本文的后半部分，用实验方法，对弹性机构动力平衡问题作进一步的研究，为此，设计了相应的实验方案、机械装置及冗余驱动控制装置。然后分别以34HS300D和34HS300C步进电机为冗余驱动器，进行了实验研究和相应的理论分析，实验结果与理论分析吻合得较好。针对实验结果，对附加冗余驱动的平衡机理进行了解析。 从理论分析和实验结果可以看出，用附加冗余驱动的办法，可以有效地实现弹性机构的动力平衡。
【图文】：

从前一章的理论分析和数值仿真可以看出，选用附加冗余驱动的方法，可实现对弹性机构的动力平衡，本论文将通过实验的方式来对弹性机构动力平衡进一步的研究，为此，必须设计相应的实验台，为后面的实验作准备。3.2 实验方案本课题将以平面 4R 弹性曲柄摇杆机构为研究对象，用步进电机作为冗余驱动器， 其实验对象是弹性曲柄摇杆机构，根据前一章的分析，选择在 D 副附加冗余驱动器—步进电机，由于直接测量机构的震动力（力矩）比较困难，因此实验主要是通过测量连杆和摇杆的应变来间接获得机构的震动情况，一般来讲，杆件中点的应变最大，故在连杆中点和摇杆中点粘帖应变片，通过动态应变仪和示波器来感知机构的震动情况。其实验方案如图 3-1。

制速电动机，其型号为 YCT132-4A，标称功率为定转矩下的调速范围为 1250～125r/min。电机经相连，飞轮既可以进一步减速，又可以利用其矩的波动，使实验台的运行平稳．为）图 3-10 弹性机构图（俯视）Fig 3-10 Elastic mechanism (Overlook)
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH112

【引证文献】

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1 欧玉俊;基于冗余伺服电机法的平面弹性连杆机构平衡的研究[D];东华大学;2012年

本文编号：2589397