基于离心力的一种新型驱动装置研究

发布时间：2017-10-28 01:33

  本文关键词：基于离心力的一种新型驱动装置研究

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【摘要】：本文针对以离心力作为驱动力的一种新型驱动装置进行了驱动原理、动力学特性方面的研究。在理论分析方面,建立了驱动装置的力学模型,通过动力学分析得到装置直线运动和转向运动时的动力学方程；考虑装置运动的临界条件,得到了装置能够前进的偏心质量块最小转速,以及实现转向的离心力机构相对于装置对称中线的最小偏移距离；在对装置竖直方向的稳定性进行分析后,得到了装置不发生倾覆的偏心质量块最大转速；同时给出了装置前进效率的计算公式。在数值模拟仿真方面,借助ADAMS软件,对驱动装置进行动力学仿真研究,得到了直线运动和转向的运动仿真曲线。在仿真环境中,设置不同模拟参数进行仿真,分析了不同参数对直线及转向转向性能的影响。在实验研究方面,完成了驱动装置整体结构以及控制系统的设计,实现了对装置启停和转向的控制。搭建了测试系统,对机构的直线运动和转向性能进行实验研究,分析了电机前后安装位置、电机左右安装位置、旋转块质量、表面摩擦系数四个参数对直线及转向性能的影响,同时也验证了理论及仿真结果的正确性。
【关键词】：新型驱动装置 离心力 动力学仿真 控制系统
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究意义与目的10-11
• 1.3 国内外研究现状11-16
• 1.3.1 特殊驱动方式的研究现状11-13
• 1.3.2 离心力驱动装置的研究现状13-16
• 1.3.3 相关物理学理论研究现状16
• 1.4 本文主要工作16-18
• 第2章 驱动装置的建模及动力学分析18-29
• 2.1 结构及运动原理介绍18-19
• 2.2 机构动力学分析19-24
• 2.2.1 直线运动时的动力学分析20-21
• 2.2.2 转向时的动力学分析21-24
• 2.3 机构运动的临界条件计算24-26
• 2.3.1 机构可以前进的最小转速24-25
• 2.3.2 机构可以转向的最小偏移距离25-26
• 2.4 竖直方向的稳定性分析26-27
• 2.4.1 小车不发生前后倾覆的临界条件26-27
• 2.4.2 小车不发生左右倾覆的临界条件27
• 2.5 机构前进效率分析27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第3章 驱动装置运动特性的仿真分析29-49
• 3.1 仿真软件的选择29-31
• 3.1.1 RECURDYN软件简介29
• 3.1.2 ADAMS软件简介29-30
• 3.1.3 两款软件的比较与选择30-31
• 3.2 虚拟样机的创建31-33
• 3.2.1 模型创建及约束添加31-32
• 3.2.2 选择旋转运动的添加方式32-33
• 3.3 仿真结果分析33-37
• 3.3.1 运动情况的模拟及分析34-36
• 3.3.2 模型仿真结果的可靠性分析36-37
• 3.4 对影响小车前进速度因素的仿真分析37-40
• 3.4.1 电机前后安装位置对小车速度的影响37-39
• 3.4.2 电机最佳前后安装位置分析39-40
• 3.5 对影响小车转向性能因素的仿真分析40-48
• 3.5.1 电机左右偏移距离对转向性能的影响41-43
• 3.5.2 旋转块质量对转向性能的影响43-46
• 3.5.3 表面摩擦系数对于转向性能的影响46-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第4章 装置硬件、软件及测试系统设计49-68
• 4.1 驱动装置的整体设计49-53
• 4.1.1 主体结构设计49-52
• 4.1.2 供电电源选择52-53
• 4.2 驱动装置的控制系统设计53-57
• 4.2.1 控制系统硬件设计53-55
• 4.2.2 控制系统程序设计55-57
• 4.3 直线位移测量系统57-61
• 4.3.1 位移测量系统的硬件搭建57-60
• 4.3.2 LABVIEW程序的编写60-61
• 4.4 转向轨迹测量系统61-64
• 4.4.1 运动视频的录制与读取61-62
• 4.4.2 图像逐帧处理62-63
• 4.4.3 运动轨迹的获取63-64
• 4.5 电机转速测量系统64-66
• 4.6 摩擦系数测定系统66-67
• 4.7 本章小结67-68
• 第5章 实验内容与结果分析68-76
• 5.1 实验平台68-69
• 5.2 实验结果与分析69-74
• 5.2.1 电机前后安装位置与前进速度关系69-70
• 5.2.2 电机前后最佳安装位置70-71
• 5.2.3 电机左右偏移距离与转向性能71-72
• 5.2.4 旋转块质量比对转向性能影响72-73
• 5.2.5 表面摩擦系数对转向性能的影响73-74
• 5.3 本章小结74-76
• 第6章 总结与展望76-78
• 6.1 研究结论76-77
• 6.2 研究展望77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 附录Ⅰ82

【参考文献】

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本文编号：1106108