RV減速器傳動特性的仿真與實驗研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)機器人進入了飛速發(fā)展的階段，在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。但是，在工業(yè)機器人的實際應(yīng)用過程中，出現(xiàn)的問題也隨之增多，有時候機器人并不能完全按照人們所預(yù)期的想法去運行，運動過程中往往會出現(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，這些問題嚴重影響了機器人的應(yīng)用效果。RV減速器作為工業(yè)機器人中的重要精密傳動部件，是機器人實際應(yīng)用過程中保證其精度、承載能力、運動安全性以及穩(wěn)定性等一系列問題的關(guān)鍵。然而，目

2、前對于RV減速器的動力學(xué)理論研究還不完善，嚴重影響了該類問題的解決。因此，本文從減速器的非線性摩擦、效率、扭轉(zhuǎn)剛度以及傳動精度四方面入手，搭建平臺進行實驗，全面地研究RV減速器的動力學(xué)特性，為后續(xù)對工業(yè)機器人實現(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減速器測試臺的數(shù)學(xué)模型，并且對RV-40E減速器進行了摩擦實驗，利用遺傳算法辨識出了RV減速器靜摩擦力+Coulomb+Stick+Strib

3、eck摩擦模型。并以此為基礎(chǔ)，針對關(guān)鍵摩擦變量對摩擦特性的影響以及摩擦阻尼大小對系統(tǒng)輸出端的瞬態(tài)影響，進行了仿真，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Adams與Matlab聯(lián)合技術(shù)，對模型完成了效率的仿真，初步分析了其效率特性。又對此搭建了RV減速器的傳動效率測試臺，以兩臺不同型號的RV減速器為研究對象，進行了傳動效

4、率的檢測。通過對數(shù)據(jù)的處理，分析了RV減速器傳動效率曲線變化的規(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，完成了對測試臺的加載裝置的設(shè)計，搭建了RV減速器扭轉(zhuǎn)剛度測試臺，以國內(nèi)外RV-20E以及RV-40E減速器進行了剛度測試，分析了其在不同位置時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體現(xiàn)出滯回特性。其次，通過對RV-20E減速器實驗結(jié)果進行分析，建立了減速器的三次多項式非線性剛

5、度模型，并針對此模型進行了仿真，分析了不同剛度大小對機械運動系統(tǒng)輸出端的動態(tài)影響。
　　最后，針對RV減速器傳動精度，搭建了測試臺，并且對RV-20E以及RV-40E減速器完成了傳動精度的測試。同時，又對RV減速器傳動過程中的誤差源進行了分析，建立了包括非線性扭轉(zhuǎn)剛度、阻尼、轉(zhuǎn)動慣量在內(nèi)的RV傳動動力學(xué)模型，并在測得RV-20E減速器在低速狀態(tài)下傳動誤差的基礎(chǔ)上，定性地分析了剛度、阻尼以及轉(zhuǎn)動慣量對傳動誤差的影響，同時也對減速器剛