基于電機(jī)控制的低阻抗彈性驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì).pdf

1、彈跳機(jī)器人是目前機(jī)器人學(xué)科一個(gè)重要的發(fā)展方向，在反恐防爆、考古勘察、軍事、地質(zhì)勘探以及航天探索等諸多領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對(duì)彈跳機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，具有低阻抗輸出特性的電機(jī)驅(qū)動(dòng)彈性驅(qū)動(dòng)器展開(kāi)研究，以期完成一種利用彈性結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)小阻抗彈跳機(jī)器人腿部驅(qū)動(dòng)裝置。
　　本文在論述國(guó)內(nèi)外彈跳機(jī)器人及其驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)展概況的基礎(chǔ)上，對(duì)此類(lèi)彈性驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了理論建模分析，著重分析了驅(qū)動(dòng)器的頻域特性，主要包括驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)帶寬

2、和阻抗特性，通過(guò)分析表明彈性驅(qū)動(dòng)器的帶寬與彈性器件的剛度以及阻尼比直接相關(guān)，同時(shí)也與控制系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)，通過(guò)增大彈性器件剛度和阻尼比可以明顯增大帶寬，但驅(qū)動(dòng)器的輸出阻抗同樣有所增大。在實(shí)際使用中需根據(jù)需要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在理論特性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括一種滑桿導(dǎo)軌式彈性結(jié)構(gòu)、絲杠剛性位移推動(dòng)結(jié)構(gòu)、彈性元器件變形測(cè)量裝置以及電機(jī)等元件的選型，并對(duì)關(guān)鍵機(jī)械部件的加工以及工藝特性進(jìn)行了探討，最后，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的一些關(guān)鍵器

3、件進(jìn)行了有限元強(qiáng)度分析，并最終加工完成了該彈性驅(qū)動(dòng)器。本文還針對(duì)彈跳機(jī)器人腿部驅(qū)動(dòng)裝置中驅(qū)動(dòng)元器件,直流伺服電機(jī)，設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路以及編碼器測(cè)量電路，其中驅(qū)動(dòng)電路采用LM18245驅(qū)動(dòng)芯片配以EPLD完成，編碼器測(cè)量電路采用EPLD電路完成，最終加工完成了該電路。
　　本文對(duì)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)特性進(jìn)行了仿真分析，仿真分析主要完成了不同阻抗以及驅(qū)動(dòng)帶寬條件下驅(qū)動(dòng)器的輸出，用以提供驅(qū)動(dòng)器在特定條件下所需的驅(qū)動(dòng)參數(shù)。本文同時(shí)利用完成的彈性驅(qū)動(dòng)器