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工业自动化技术:机器人用谐波电机设计

当前栏目:展会列表|发布时间:2019-03-05|发布来源:未知|阅读:
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  谐波齿轮传动与传统齿轮传动相比较

  它具有精度高,传动平稳,速比大,体积小,重量轻的特点。它广泛应用于仪器仪表,航空航天和机器人等高科技领域。尽管普通的谐波齿轮传动装置具有许多上述优点,但仍存在问题。

  当存在速度调节或要求保持静态转矩时,由于存在高速旋转凸轮波发生器,响应速度将受到影响;谐波齿轮传动的轴向尺寸很大。在应用中,常用的运动传动模式一般是电机→减速器→执行器。由于电动机和减速器是独立的,它会占用过多的空间和控制的麻烦。在基于超磁致伸缩材料的谐波传输研究中提出的超磁致伸缩驱动谐波驱动模式解决了现有谐波传动中的一些问题,同时保留了普通谐波传动的许多优点。存在一些缺点:首先,采用Pascal原理的闭式液压微位移放大器对温度影响很大,温度变化会导致封闭腔内工质的体积发生变化,从而导致额外的位移。输出端,影响位移输出精度。由于驱动线圈被加热并且需要多个致动器集成,因此超磁致伸缩杆热变形并且磁致伸缩系数不稳定。虽然它可以通过线圈和巨磁致伸缩杆之间的恒温冷却介质强制循环来控制温升。然而,该方法需要独立的温度控制系统,其实施起来更麻烦。再次,这种谐波传动模式使用杯形柔性轮传递动力,而柔性轮半封闭结构类型组件结构的设计对加工和组装提出了很高的要求。

  机器人谐波电机设计

  对于单个超磁致伸缩驱动装置III,其工作原理是驱动线圈10通电以产生磁场,并且超磁致伸缩杆19在磁场的作用下经受磁致伸缩变形,推动致动器输出轴22和输入端。大活塞4产生相同的轴向位移,其通过闭合液压室中的工作流体将运动传递到输出柱塞31,因为输出柱塞31底部的有效横截面积小于输入柱塞31。活塞4右侧放大侧面的有效横截面积,放大倍数是输入端大活塞4右侧有效截面积与有效截面积之比在输出滑块31的底部,通过改变输入电流的大小,可以改变超磁致伸缩驱动单元III的输出轴31的输出位移。

  通过改变沿圆周均匀分布的2kn超磁致伸缩驱动装置III的驱动线圈10的电流,并使相应的2kn输出顶针31的位移大小和变化规律合理地匹配,可以制成开放的柔性轮45。在右侧改变循环的径向变形,并且通过右外齿轮和输出刚性轮46的内齿轮的啮合驱动输出刚性轮46旋转,从而驱动与其连接的输出凸缘48。实现运动。输出。当谐波电动机工作时,当温度升高时,闭合液压微位移放大器II的闭合腔中的工作流体的体积膨胀,同时,补偿杆27在轴向上产生热量。由于温度升高,方向和径向。伸长变形和径向膨胀通过锥形表面转换成轴向伸长,其将补偿活塞26推向左侧,挤压左盘簧25,并且封闭腔室中的工作流体通过大活塞的输入端4右端面中心的油孔进入补偿腔H,以补偿由温度升高引起的封闭腔内工作流体的体积变化,从而自动补偿由温度引起的额外微位移上升;当温度下降时,产生闭合的液压微位移放大器。 II的封闭腔室中的工作介质的体积收缩,同时,补偿杆27由于温度下降而在轴向和径向上热收缩,并且径向收缩通过以下方式转换成轴向收缩:锥形表面,热量收缩变形使左盘簧25向右推动补偿活塞26,补偿室H中的工作流体通过右端中心的油通孔进入封闭腔室输入端的大活塞4的表面。补偿由闭合腔引起的工作流体温度下降的体积变化,从而自动补偿产生的额外微位移的温度下降。当谐波电动机工作时,由单个超磁致伸缩致动器I中的驱动线圈10产生的焦耳热通过热传导传递到线轴9和超磁致伸缩杆19之间的吸热介质11,并且热量是吸收。介质11吸收从驱动线圈10传递的焦耳热。当谐波电动机运行时,强制空气流被施加到第一空气入口E,并且强制空气流从输出凸缘48的空腔流出。并且,强制气流被施加到波发生器壳体37和开放柔性轮45的外圆柱表面上。间隙之间的轴向流动带走积聚在波发生器壳体外部的热量。强制空气流被传递到第二空气入口F,并且强制空气从输出凸缘48的空腔流出,并且强制空气流被施加到超磁场。伸缩致动器I的内部空气流动通道的流动带走了在超磁致伸缩致动器I内部积聚的部分热量;强制空气流被传递到第三空气入口G,第三空气入口G来自输出法兰48的空腔。通过在波发生器壳体37中的圆柱形表面的轴向方向上的强制空气流出的流出带走热量因此,在整个机器内部建立完整的内部和外部气流通道,强制气流在整个机器内部和外部世界之间流动,带走整个机器内部积聚的热量。 ,并在整个机器上实施温度控制。气流的强制气流速率取决于工作状态:采用长时间工作模式时,气流通道供给大流量气流;当采用重复短时工作模式或短时工作模式时,中长流速传递到气流通道气流。谐波电机,集成驱动和减速,整体结构紧凑,空间利用率高,不仅转动惯量小,响应速度快,加减速快,静扭矩保持,调速方便,分辨率高,效率高整体温度控制整机简单易行,结构设计简单,传动输出扭矩大,特别适用于各种低速大扭矩输出要求,环境温度变化大,工作时间长。

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