1、“.....电机和电源将被完全损坏。和反接制动不样,反馈制动是利用反向电压来实现有效并且安全制动的。当电机全速运转时其绕组两端的实际电压为多少假设电池供给电压为,而电机全速运转时其反向电压的理想值也为,结果电机绕组两端实际电压为。这时如果将输入电压移开,只留下反向电压,于是绕组形成回路并产生反向电流,电机将会停下来。电机绕组的电阻越小,电流之后刹车才被释放,否则电机将永远无法运转。刹车电流旦被切断,它将立即使电机停止下来。当然,这时候最好也同时切断向电机的动力供电。有点遗憾的是机械制动的工作电压般与电机本身的供电电压不同。例如,电机供电电压为,而制动的工作电压为。即使所需的电压相同,我们还是选用前面提到的动态制动或是反馈制动,因为这样效率会高些,也简单些。因此,如果真拥有个带刹车的电机,倒可以考虑将刹车拆除。所以各关节均采用反馈制动,包括行走机构的驱动轮......”。
2、“.....设计计算中取定机器人的质量。两后轮的直径。,前轮选用标准的万向轮,在市场上可以买到。行走机构模块的长度,宽度为。该机器人的行走最大速度为动力参数减速电机的选择设减速电机输出轴应具有的最高转速为设路面的平均摩擦系数为机器人的最大加速度。由于路面的摩擦系数会发生变化及各种原因的影响,设可靠系数,则有阻力设减速电机最少应输出的最大转矩为则有查机械设计手册选取齿轮减速机。该减速电机的输出转速为,减速比为,允许的负载为,最大输出转矩为。系列高精度微型特种减速电机采用高新技术,可配电子无级调速。它的草图及尺寸如下图行走机构的草图行走机构的校核常规轮的结构特征及运动特性常规轮的结构如图,其基本结构特征是从轮毂轴向观察,与轮毂铰接的若干能自由滚动的辊子的外表面必须包络形成个半径等于轮半径的完整圆柱面,这个圆柱面就是轮子工作表面......”。
3、“.....且满足。轮运动原理如图。规定图中各参数如下轮子棍子的作用半径。过点垂直于的对正交单位矢量,方向同轮毂轴线。过点垂直于对正交单位矢量,方向同辊子轴线。轮毂及棍子的角速度,方向分别按矢量,右手定则确定。分别是过,点的速度矢量。点对点的相对速度矢量。与所夹锐角,辊子偏置角。设瞬时第轮与地面接触作用点表示为,根据轮的结构特点,必存在条直线通过点分别与辊子轴及轮轴相交,其交点分别为本文称直线为轮与地面的作用法线。根据轮结构特点,用矢量分析法,根据图有由式得在式两边同乘辊子轴线单位矢量因图轮运动原理式即轮转速与轮毂轴上点之间的速度变换关系。三轮全向运动速度关系在平面上,三个轮子布局结构不是条直线,就是三角形。直线布局结构没有实用价值,只有三角形布局结构才有定的承载能力。而三角形布局下各个驱动轮的轮轴方向不确定时,会构成多种系统结构形式......”。
4、“.....为求得能实现多向运动系统布局结构特点,现假定轮系统中的轮之间的关系是任意的三角形,如图所示。分别代表个轮轴中心,分别表示个轮的运动速度矢量。设点是系统做定点旋转的旋转中心。取轴通过点,轴垂直于轮轴形成的公共平面。图轮系统运动原理令根据图,可得轮三角形系统实现多位运动的运动学关系仅沿轴运动时的运动学关系仅沿轴运动时的运动学关系仅绕点旋转时的运动学关系式中表示点的坐标。对于个实用的轮运动系统,为了使制造经济合理,般使系统中所有轮的结构相同,即所有轮的几何尺寸及结构参数尽量相同。本系统中所有个轮的结构完全相同,几何参数,运动参数也相同。负载与行走稳定性对结构的要求三轮运动系统作为机器人或其它的最大重量为千克。运动参数为了便于通用化,设定所有关节的谐波减速比为该机器人的行走最大速度设为关节的运动参数纵关节步进电机的选择该步进电机主要承受两部分的转矩,部分是克服机械手自身重量产生的转矩......”。
5、“.....并设安全系数,则有所以重力加速度肘关节中心到肩关节中心的距离腕关节中心到肘关节中心的距离所以步进电机要克服的最大转矩。查机械设计手册选取型号白拉格三相混合式步进电动机,型号为,它的基本信息如表没转步数额定转矩保持转矩重量配套驱动器表谐波齿轮传动机构的介绍为了缩小关节的尺寸,选取谐波齿轮传动机构对关节进行减速。因为谐波齿轮传动机构与般齿轮传动先比,有以下有点传动比大且范围宽。结构简单,体积小,质量轻。同时参与啮合的齿轮对数多,承载能力大,且阻尼较大。传动精度高,在相同制造精度次下,谐波齿轮传动比般齿轮转动精度至少高级。齿侧间隙便调整,易于获得零侧隙传动。传动效率高。谐波减速器在机器人中经常用到,它由钢轮波发生器和柔轮三个基本构件组成。如图二所示。在谐波齿轮传动中,柔轮是关键的元件。柔轮结构及其联轴方式的设计合理与否......”。
6、“.....尤其是传动的稳定性。由于柔轮轮体在工作时处于交变应力状态下,故容易导致齿根疲劳裂纹的扩展而引起疲劳破坏。而柔轮的疲劳断裂是谐波齿轮传动最常见最主要的失效形式。纵关节谐波齿轮传动机构的设计计算电动机的最大轴向宽度为为了缩小关节的径向尺寸。所以,选择钢轮的分度圆的直径大致范围设钢轮节圆直径为,柔轮节圆直径为,谐波齿轮传动的减速比由下式计算。柔轮为输出轴时或其中钢轮齿数柔轮齿数。取所有关节的减速比为取所有关节的齿数差为有式知,柔轮齿数,钢轮齿数要使谐波齿轮的分度圆直径的大小适合,查模数的推荐表得,取模数,则钢轮柔轮的分度圆直径横关节的步进电机及其谐波齿轮参数纵关节是受转矩最大的关节,横关节选取上面型号大小的步进电机定能满足扭矩的要求。所以,其它三个关节选取此种电机定满足要求......”。
7、“.....纵关节的结构草图纵关节的草图如下图,它的结构步进电机固定在输入端盖的内侧,且输入端盖的内侧应制出凸台波发生器通过平键固定在电机轴上。输出端盖连接在柔轮上,钢轮与柔轮之间放入个内径为宽度为的深沟球轴承。纵关节的具体尺寸如下图横关节的结构草图横关节的结构草图如下它的结构步进电机固定在输入端盖上,输入轴与钢轮连接,波发生器固定在电机的输出轴上。输出端盖连接在柔轮上。输出轴通过轴承支撑在电动机的固定端。具体尺寸如下图纵关节的校核步进电动机在此先叙述纵关节外部的受力或力矩的情况。在图示情况下,纵关节受到的外部力矩最大,在手上最大的物体重量为这部分对纵关节产生转矩腕关节的质量为,腕关节对纵关节产生的转矩,肘关节的质量为,肘关节对纵关节产生的转矩总转矩此转矩是纵关节输出端应达到的最小转矩,即经过谐波齿轮减速装置之后的转矩。那么......”。
8、“.....大于电机承受的转矩,所以,该种电机能满足要求。步进电动机制动及原理在大多数情况下,减小电机的功率并不能使它的速度降为原来的半。所以通过反接电源的方法来实现制动,实际上会引起绕组电流过大并遭致破坏。所以这种方法不值得提倡。假设电机在最高转速时被反接制动,那么绕组两端的电压实际上为电机启动电压的两倍,即绕组将要承受双倍的启动电流。随着时间的推移,以及这种大电流冲击次数的累加行走系统的移动部分和基础部件,要求不仅有定的负载能力,而且必须满足静态和动态下的运动稳定性。三轮支撑行走系统的三个轮构成三角形的支撑几何结构,只要整个系统的重心在三角形内部,则系统就能满足静态稳定性要求。但对种实用的运动系统而言,满足静态稳定性条件还不够,同时必须满足动态稳定性要求。综合而言,系统静态稳定裕量越大,越容易保证动态稳定性要求。由三角形几何学知......”。
9、“.....因此对三轮运动系统采用等边三角形布局结构。且全方位运动系统客观上要求系统在各个方向的静态稳定裕量相等,等边三角形正好满足此要求。因此从系统负载性能及运动稳定性方面考虑,本文提出的三轮全方位运动系统的几何结构布局采用等边三角形布局。设点在坐标系中的坐标为因系统做平面运动,根据图有下列运动学约束关系由式有系统定轴旋转的条件即满足下式综合式知要使系统实现多向运动,个轮轴线方向必须符合下列要求的方向必然与的条中垂线夹角相同且不为直角。系统结构及实现多向运动原理按照上述结构条件设计的由三个常规斜置轮构成的多向运动系统结构如图所示,图中所示结构是将车体翻转过来,车轮向上所看到的结构。系统中三个轮子的旋转中心分别为构成等边三角形结构,三角形的中心为点,也就是系统定点旋转中心。本实例中轮轴轴线分别与三条中垂线的夹角为,也就是三个轮子的着地辊子的辊子轴线分别与三角形的三个中垂线重合......”。
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