RV減速器傳動(dòng)特性的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越多。但是，在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，出現(xiàn)的問(wèn)題也隨之增多，有時(shí)候機(jī)器人并不能完全按照人們所預(yù)期的想法去運(yùn)行，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)一些不必要的顫振現(xiàn)象以及末端操作器的位姿偏移等等，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了機(jī)器人的應(yīng)用效果。RV減速器作為工業(yè)機(jī)器人中的重要精密傳動(dòng)部件，是機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中保證其精度、承載能力、運(yùn)動(dòng)安全性以及穩(wěn)定性等一系列問(wèn)題的關(guān)鍵。然而，目

2、前對(duì)于RV減速器的動(dòng)力學(xué)理論研究還不完善，嚴(yán)重影響了該類(lèi)問(wèn)題的解決。因此，本文從減速器的非線性摩擦、效率、扭轉(zhuǎn)剛度以及傳動(dòng)精度四方面入手，搭建平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，全面地研究RV減速器的動(dòng)力學(xué)特性，為后續(xù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更好的控制提供基礎(chǔ)。
　　首先，分析了RV減速器內(nèi)部的非線性摩擦特性，建立了RV減速器測(cè)試臺(tái)的數(shù)學(xué)模型，并且對(duì)RV-40E減速器進(jìn)行了摩擦實(shí)驗(yàn)，利用遺傳算法辨識(shí)出了RV減速器靜摩擦力+Coulomb+Stick+Strib

3、eck摩擦模型。并以此為基礎(chǔ)，針對(duì)關(guān)鍵摩擦變量對(duì)摩擦特性的影響以及摩擦阻尼大小對(duì)系統(tǒng)輸出端的瞬態(tài)影響，進(jìn)行了仿真，分析了減速器非線性摩擦的改善措施。
　　其次，結(jié)合RV減速器的傳動(dòng)效率特性以及非線性摩擦特性，建立了考慮摩擦特性的RV減速器Adams模型，并且，通過(guò)Adams與Matlab聯(lián)合技術(shù)，對(duì)模型完成了效率的仿真，初步分析了其效率特性。又對(duì)此搭建了RV減速器的傳動(dòng)效率測(cè)試臺(tái)，以兩臺(tái)不同型號(hào)的RV減速器為研究對(duì)象，進(jìn)行了傳動(dòng)效

4、率的檢測(cè)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，分析了RV減速器傳動(dòng)效率曲線變化的規(guī)律、產(chǎn)生原因以及適當(dāng)?shù)馗纳拼胧?br>　　再次，分析了RV減速器扭轉(zhuǎn)剛度的非線性特性，完成了對(duì)測(cè)試臺(tái)的加載裝置的設(shè)計(jì)，搭建了RV減速器扭轉(zhuǎn)剛度測(cè)試臺(tái)，以國(guó)內(nèi)外RV-20E以及RV-40E減速器進(jìn)行了剛度測(cè)試，分析了其在不同位置時(shí)的線性剛度與空程回差，發(fā)現(xiàn)RV減速器在重載情況下會(huì)體現(xiàn)出滯回特性。其次，通過(guò)對(duì)RV-20E減速器實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，建立了減速器的三次多項(xiàng)式非線性剛

5、度模型，并針對(duì)此模型進(jìn)行了仿真，分析了不同剛度大小對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)輸出端的動(dòng)態(tài)影響。
　　最后，針對(duì)RV減速器傳動(dòng)精度，搭建了測(cè)試臺(tái)，并且對(duì)RV-20E以及RV-40E減速器完成了傳動(dòng)精度的測(cè)試。同時(shí)，又對(duì)RV減速器傳動(dòng)過(guò)程中的誤差源進(jìn)行了分析，建立了包括非線性扭轉(zhuǎn)剛度、阻尼、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在內(nèi)的RV傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型，并在測(cè)得RV-20E減速器在低速狀態(tài)下傳動(dòng)誤差的基礎(chǔ)上，定性地分析了剛度、阻尼以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)傳動(dòng)誤差的影響，同時(shí)也對(duì)減速器剛