基于電機控制的低阻抗彈性驅(qū)動器設(shè)計.pdf

1、彈跳機器人是目前機器人學(xué)科一個重要的發(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。本文針對彈跳機器人領(lǐng)域的一個重要研究方向，具有低阻抗輸出特性的電機驅(qū)動彈性驅(qū)動器展開研究，以期完成一種利用彈性結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的電機驅(qū)動小阻抗彈跳機器人腿部驅(qū)動裝置。
　　本文在論述國內(nèi)外彈跳機器人及其驅(qū)動裝置發(fā)展概況的基礎(chǔ)上，對此類彈性驅(qū)動器進行了理論建模分析，著重分析了驅(qū)動器的頻域特性，主要包括驅(qū)動器的驅(qū)動帶寬

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

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