六轮腿机器人转臂关节传动装置的设计研究

摘要

本文以六轮腿自主移动机器人作为研究平台，重点对机器人转臂关节传动装置进行了设计研究，在比较多种传动装置优缺点的基础上，采用RV传动机构作为研究对象。本文首先对摆线轮实际齿廓曲线进行理论分析，并对轮齿齿形进行优化修形，以保证传动中能保持多齿啮合，提高传动的平稳性。为了保证合理的径向间隙，减少零件配合的侧隙，通过对摆线轮齿廓采用正等距加正移距的组合方式修形，以保证加工齿廓与转角修形齿廓基本吻合，提高传动精度。其次对传动装置的主要零件进行了刚度分析，进行数学建模，提出了一种刚度计算的简化方法。然后，根据转臂关节对传动效率的要求，文中对机器人转臂关节传动装置进行了效率计算，得到了传动装置的传动效率公式。针对转臂关节的精度要求，引用概率论与数理统计的方法，综合各项精度影响因素，建立了传动装置的传动精度的数学模型，推导出运动精度的综合计算公式。通过上述计算分析为机器人转臂关节传动装置的设计研究提供了理论基础。

目录

文摘

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声明

1.绪论

1.1关节型机器人的发展概述

1.2机器人关节概述

1.3机器人关节的分类与发展趋势

1.4机器人关节驱动装置及其特点

1.5选题的背景及意义

1.6本文的主要工作

2.六轮腿机器人转臂关节传动装置的机构分析

2.1六轮腿移动机器人平台介绍

2.2 RV传动机构的结构分析

2.2.1 RV的传动结构

2.2.2 RV传动的特点

2.2.3基本设计步骤

2.3小结

3.机器人转臂关节传动装置的摆线轮齿形优化修形

3.1引言

3.2摆线轮实际齿廓曲线的理论分析

3.3优化齿廓修形量的目的和步骤

3.3.1优化齿廓修形量的目的

3.3.2有关计算方法的说明

3.3.3优化修形步骤

3.4小结

4.六轮腿机器人转臂关节传动装置的刚度分析

4.1中心轮与行星轮的啮合分析

4.2考虑弹性变形的摆线针轮接触分析

4.3减速器扭转动力学的建模

4.3.1动力学模型的建立

4.3.2减速器的结构参数分析

4.4传动机构中转臂轴承的动载荷分析

4.4.1传动装置的运动分析

4.4.2转臂轴承的受力分析

4.5小结

5.六轮腿移动机器人转臂关节传动装置的效率分析

5.1传动效率分析

5.2 2K-V型传动机构的分析

5.3传动装置的效率计算

5.4小结

6.六轮腿机器人转臂关节传动装置运动精度的分析

6.1传动装置运动精度的定义

6.2运动精度的传动分析

6.3运动精度数学模型的建立和计算结果

6.3.1摆线轮与针轮啮合部分传动误差分析

6.3.2输出结构的传动误差分析

6.3.3传动误差的概率分布特征值

6.4传动误差的统计计算公式

6.5传动精度的计算

6.6小结

7.高运动精度要求的工艺分析

7.1保证高运动精度要求的加工工艺措施

7.2保证高运动精度要求的装配工艺措施

7.3摆线轮公法线法的检测

7.4 小结

总结

致谢

参考文献