精密柔索传动张力的分析与测量

精密柔索传动是一种通过主、从动轮之间有适当预紧的传动介质实现的摩擦挠性传动方式,具有轻质、高效、简洁等特点,在轻量化光电侦察吊舱等系统中得到了广泛的应用。张力是精密柔索传动系统的一项关键设计参数,可以有效调控传动特性。但是,由于空间结构尺寸所限,现有的张力测量方法难以进行精确测量。本文提出了一种改进型三点弯曲张力测量方法。建立了张力对传动特性的灵敏度关系,推导了基于抗弯刚度的张力测量修正模型。为了验证修正模型的有效性,将精密柔索传动单元下两种不同规格的传动柔索应用在三种不同跨距下,进行张力测试。实验结果表明,修正模型下的张力偏差均值大幅度减小,张力偏差能够缩小到5 N以内,满足柔索传动系统的张力测量精度要求。     

精密柔索传动天线座结构设计

通信技术向高频段、窄波束方向发展,对天线的指向精度提出了更高的要求。传动回差对天线的指向精度具有重要影响,为满足未来通讯技术的发展需求,文中研制了具有低空回特性的精密柔索传动天线座。基于柔索摩擦的欧拉公式推出了钢丝绳预紧力和天线座负载的关系,进而根据天线座负载力矩计算出钢丝绳的结构参数和预紧用碟形弹簧的结构参数。结构布局选用传统的俯仰–方位型座架,方位位于俯仰上方。张紧装置采用碟形弹簧从钢丝绳的端部进行预紧,可对多股存在长度误差的钢丝绳同时实现预紧。对原理样机的回差检测结果显示,该天线座具有明显的低空回特性,因此精密柔索传动在提升天线指向精度方面具有很大的应用潜力。     

无轴传动技术在柔印机上的应用分析

介绍无轴传动的特点，说明了无轴传动技术在柔印机中的应用前景。     

多功能模块化柔索导向装置设计及实验研究

为实现柔索在连续变向过程中的高精度导向以及柔索姿态、张力的实时检测,提出了一种基于可连续变向柔索的多功能模块化柔索导向装置及其检测方法。在柔索导向装置中添加了球铰式漏斗形导向管道,在对单根柔索进行了运动学和静力学分析的基础上,给出了该装置导向的整个运作过程和柔索张力检测原理。为了验证整个装置的有效性,借助三自由度柔索并联实验平台,进行了仿真和实验。结果表明:该多功能模块化柔索导向装置具有良好的动态导向性,柔索姿态和张力的实时检测数值也具有一定的精确性和稳定性。     

变中心距精密传动设计

传统的钢带传动主要用在固定中心距之间,通过对钢带传动特点的分析,提出了采用单边钢带进行两平行轴轮变中心距往复精密传动的设想,进而实现了该传动的设计方法,且对钢带传动的几何尺寸、受力分析情况及相关技术进行了分析和计算。     

钢带长距离精密传动的应用研究

通过分析钢带传动的特点，提出钢带传动可以作为长距离精密传动的设想，并选择适当的张紧机构，在造纸机高精度“O”型扫描上成功地实现了钢带的长距离精密传动。     

环形精密谐波传动柔轮的承载特性研究

为了研究谐波齿轮中环形柔轮负载状态下变形程度和应力分布,首先在波发生器和环形柔轮之间应用了更为贴合实际的过盈装配模型,解决了大变形装配的难题,并通过实验验证了该方法的有效性。在此基础上对谐波齿轮在空载和额定负载两种工作状态下的受力和变形状况进行了有限元数值计算。最后,通过数据处理对空载和额定负载下柔轮齿根和柔轮圆环中性层的变形和应力分布规律进行了研究。结果表明柔轮圆柱壳体中性层分布应力值较小,柔轮齿根处的分布应力最大且主要为切向应力。相对于空载,额定负载下柔轮的最大变形和最大应力增量分别为空载时的0.46%和93.6%,说明负载对柔轮的变形影响较小但对应力的影响较大。有限元数值仿真的结果与相关文献基本吻合,说明在模型中对柔轮应用过盈装配是成功的,这为研究实际工作条件下谐波齿轮传动性能提供了一种更准确的方法。     

冗余并联柔索机器人变刚度控制的研究

在冗余并联柔索机器人的刚度研究中,大多忽略柔索的内张力,而实际上柔索内张力对系统刚度影响较大,尤其是并联柔索驱动机构。因此运用微分变换原理得到了冗余并联柔索机器人刚度矩阵的完整解析表达式,验证了冗余并联柔索机器人的刚度不仅与柔索刚度有关,还与柔索内张力有关。利用该刚度矩阵对冗余并联柔索机器人进行刚度规划,得到独立可控的柔索内张力期望值,并通过内张力控制实现冗余并联柔索机器人的变刚度控制,进行了仿真分析,验证了理论分析的结论。     

谐波传动中柔轮轮齿对柔轮变形的影响分析

在传统的谐波齿轮传动研究中,用于求解谐波齿轮传动的共轭齿形的方法一般都是基于包络理论求共轭齿形的解析法。此方法在推导公式的过程中没有考虑柔轮轮齿的影响,得到的结果并不精确。利用UG三维软件建立椭圆凸轮式波发生器、杯形柔轮齿圈和简化齿圈圆环的三维模型,并以Parasolid格式导入ANSYS有限元软件中进行分析。采用面-面接触单元模拟柔轮与波发生器的相互接触状况,得到了柔轮齿圈和简化圆环的中性层上节点的位移曲线图和弹性应变曲线图,分析说明了柔轮轮齿对柔轮齿圈变形的影响,对求解谐波齿轮齿形具有参考价值。     

三柔索吊床机构设计与运动学分析

研制了一种有重力约束的三索控制的柔索吊床机构来模拟船体海面上的运动。为了解三柔索吊床机构的运动特性 ,对其进行了运动学建模与仿真。仿真结果表明 ,台面倾角在 0°～ 30 0°变化时 ,台面不碰撞立柱 ,且柔索伸缩长度与台面倾斜角度接近于线性变化。本文所做的工作对吊床平台避免撞击立柱、缩小吊床立柱布置空间、提高空间利用率 ,以及为吊床的运动控制提供了理论依据     

精密行星滚柱丝杠的传动特性

设计了一种基于行星滚柱丝杠的精密传动机构。根据机电伺服系统的使用要求,分析了行星滚柱丝杠的传动特性。详细阐述了该传动机构的组成、工作原理和主要特点,分析了传动精度和传动效率这两项核心技术指标,得到了各项误差对传动精度的影响程度,如行星滚柱丝杠单向传动误差和回程误差,驱动电机、联轴器、支撑轴承、测量装置和控制系统等的中间装置误差,以及环境因素误差等,推导了传动效率与接触角、螺旋升角的相互关系。最后,构建了实验平台,测试了行星滚柱丝杠的传动精度和传动效率,结果表明其传动精度优于1.5μm,传动效率优于74%。得到的结果验证了设计的传动机构结构紧凑、承载能力强、传动效率高,传动精度好,在精密传动领域有较大的应用价值。     

新型钢丝绳精密传动的设计研究

主要介绍了钢丝绳摩擦传动的原理和传动形式以及在国外的一些应用情况,并讨论了在实现精密传动中所必须考虑的若干问题.钢丝绳传动的简洁、轻质、高效和高精度的特点适合于各种移动栽体的天线,光电传感器稳定与跟踪指向机构,具有广泛应用前景.     

钢丝绳传动航空光电稳定平台设计

针对某高光谱相机选择系留气球作为飞行平台的使用要求,设计了一台钢丝绳传动两轴稳定平台,对系留气球在方位和俯仰方向的姿态变化进行角度补偿。稳定平台的方位和俯仰传动机构均采用钢丝绳传动,方位轴和俯仰轴的连续驱动力矩分别为93.6 N·m和117 N·m,两轴的最高转速分别为25(°)/s和20(°)/s。对稳定平台进行了实验室测试,测试结果表明:稳定平台的传动精度为5μrad,传动误差不大于0.7%,方位轴和俯仰轴的开环控制伺服带宽分别为15 Hz和35 Hz,正弦跟踪精度均方根误差值分别为0.0045和0.0043。然后进行了外场飞行试验,稳定平台安装在系留气球底部,俯仰框架上安装35 kg的高光谱相机进行空中对地观测,飞行试验中获取稳定平台陀螺稳定数据,得到方位轴和俯仰轴的稳定精度分别为38.83μrad(RMS)和37.26μrad,满足高光谱相机稳定成像的指标要求。     

直线驱动关键技术问题及其解决对策

介绍了直线电机的工作原理与性能特点,阐述了直线电机的效率与功率因数、冷却措施、法向磁吸力、伺服控制、隔磁与防护、重力加速度、电源电压等7个方面的关键技术问题及其解决对策.     

应用编码电缆位移传感器的自动精确定位系统研究

自动化立体仓库的计算机管理及控制系统,是基于现代信息技术、控制技术及计算机通信技术等而发展起来的综合应用系统.将编码电缆技术应用于立体仓库中,较好地解决了自动仓库堆垛机的自动定位问题.通过仿真试验和实际应用证明,提高了立体仓库堆垛机水平方向和垂直方向的定位精度和稳定性,解决了长期以来由于外在环境因素引起的立体仓库系统的误差问题.     

缆索起重机承载索的计算机辅助设计计算

讨论了缆索起重机承载索传统的选型设计中存在的问题和弊端,研究了承载索设计中集中载荷悬索理论、抛物线理论和许用载荷设计法等计算理论对承载索的影响。在缆索起重机结构计算中,利用悬索的悬链线理论对承载索进行受力分析,确定其理论设计计算主要流程步骤,应用计算机辅助设计技术,设计出缆索起重机承载索选型系统。该选型系统方便易用,可大大降低缆索起重机的设计工作量,具有较大的实用价值。     

音圈电机驱动系统设计与分析

作为直线作动的音圈电机具有直接驱动、快速响应、结构简单等优点。为了充分发挥其性能,基于经济性和高性能考虑,进行了"微控器+功能模拟电路"音圈电机驱动控制硬件系统设计。在设计中,提出综合采用数字电路与模拟电路的设计方案;设计了微控器电路、H全桥驱动桥电路、超精密电流测量电路等;通过电路建模仿真、实验测试和实际应用,验证了驱动板的设计有效性。     

卫星齿轮传动的单元分析法

目前，卫星齿轮传动的功率流分析、传动比和啮合效率计算，既难又繁。在此，首先将卫星齿轮传动分解成几个基本周转轮系单元，并绘出离散图，然后按离散图逐个对这些单元进行运动分析和功率流分析，最后对传动比法进行了改进。这种新的分析法简明易懂，深入浅出地解决了以上难题。