大行程柔順驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元的機(jī)電集成設(shè)計(jì).pdf

1、精密指向機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、艦船和車輛等載體上，配合光電系統(tǒng)完成戰(zhàn)場(chǎng)偵察和目標(biāo)跟蹤等任務(wù)。同時(shí)在空間探索工程、工業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域也已經(jīng)成為了系統(tǒng)不可或缺的組成部分。而目前國內(nèi)在此領(lǐng)域的研究水平與國外相比還有一定的差距。因此開展具有大行程、高精度、高動(dòng)態(tài)的精密指向機(jī)構(gòu)的研究具有重要意義。
　　本文課題來源于國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“大尺度亞微弧度級(jí)精密復(fù)合驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)的基礎(chǔ)研究”（No.51135009）。論文提出了一種采用大行程柔性鉸

2、鏈作為導(dǎo)向支承部件，旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)作為電磁驅(qū)動(dòng)部件的，具有大行程、高精度、高動(dòng)態(tài)的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元。本文主要對(duì)大行程柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)及優(yōu)化、電磁驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)優(yōu)化及建模、整體系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模及仿真進(jìn)行了理論分析，對(duì)其中關(guān)鍵的技術(shù)進(jìn)行了一定的研究。主要的內(nèi)容有：
　　1．調(diào)研目前國內(nèi)外精密指向機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)歸納了精密指向機(jī)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域和性能指標(biāo)，在分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，為本文對(duì)大行程柔順驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
　　2．對(duì)

3、所設(shè)計(jì)大行程柔順驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元的總體方案進(jìn)行了分析介紹，列出了針對(duì)本文項(xiàng)目所提出的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，并針對(duì)所提技術(shù)指標(biāo)對(duì)驅(qū)動(dòng)部件以及支承部件進(jìn)行了分析，最終確定總體方案結(jié)構(gòu)并給出了設(shè)計(jì)流程。
　　3．針對(duì)大行程柔順驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元的設(shè)計(jì)要求，從理論上分析了作為導(dǎo)向支承部件的大行程柔性鉸鏈，推導(dǎo)了其剛度公式，結(jié)合設(shè)計(jì)需求對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并最終設(shè)計(jì)出適用于本文驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元的柔性鉸鏈。
　　4．比較分析了各種旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)的特點(diǎn)，最終選取盤式

4、繞組音圈電機(jī)的磁路作為本文電磁驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)參考，并對(duì)其進(jìn)行理論分析。最后結(jié)合大行程柔順驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)要求對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　5．使用Matlab、ADAMS、Comsol等分析軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)電集成建模仿真，從理論上對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)域、頻域響應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。最后以系統(tǒng)重要參數(shù)為例，分析其對(duì)系統(tǒng)總體動(dòng)力學(xué)特性的影響。為今后的設(shè)計(jì)工作做出了指導(dǎo)。
　　6．以大行程柔順驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元的原理樣機(jī)為對(duì)象，搭建其測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)