可重構(gòu)機器人易控液壓伺服關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及特性分析.pdf

1、機器人關(guān)節(jié)是構(gòu)成可重構(gòu)機器人的基本單元,是可重構(gòu)機器人的重要組成部分,關(guān)節(jié)性能的好壞直接決定了可重構(gòu)機器人整體性能的優(yōu)劣。本文在分析和總結(jié)了國內(nèi)外各種可重構(gòu)機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動方式及各種控制方法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,以可重構(gòu)機器人易控液壓伺服關(guān)節(jié)為研究內(nèi)容,進行了如下工作:
　　 1.設(shè)計易控液壓伺服關(guān)節(jié)。本文根據(jù)可重構(gòu)機器人的性能需要,設(shè)計易控液壓伺服關(guān)節(jié),分析該關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)原理與易控機理,并提出該關(guān)節(jié)的性能指標。
　　 2.優(yōu)化閥

2、芯的結(jié)構(gòu)。應(yīng)用FLUENT軟件對閥芯內(nèi)部流場進行了仿真分析,討論閥芯不同結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)與流場分布的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,提出短缺口的設(shè)計方案。
　　 3.利用動網(wǎng)格模型和滑移網(wǎng)格模型,分析易控液壓伺服關(guān)節(jié)內(nèi)部的流場,得到該關(guān)節(jié)工作時的流場分布、速度曲線及力矩瑚線。
　　 4.應(yīng)用MATLAB的Simulink模塊對易控液壓伺服關(guān)節(jié)進行動態(tài)特性仿真分析。本文選擇兩相混合式步進電機作為易控液壓伺服關(guān)節(jié)的電—機械轉(zhuǎn)換器,建立了該電—

3、機械轉(zhuǎn)換器的數(shù)學模型;通過分析,本文采用PID控制方法,建立PID控制器的數(shù)學模型;在分析油道內(nèi)油液慣性力及液動力對易控液壓伺服關(guān)節(jié)運動的影響的基礎(chǔ)上,建立準確的易控液壓伺服關(guān)節(jié)的數(shù)學模型,借助Matlab的Simulink工具模塊對以上模型進行了動態(tài)特性仿真分析。通過仿真,討論閥口、通油油道和控制腔等結(jié)構(gòu)參數(shù)與該關(guān)節(jié)的性能關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,確定了對應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)使易控液壓伺服關(guān)節(jié)具有優(yōu)越動態(tài)特性。仿真結(jié)果表明,該關(guān)節(jié)響應(yīng)速度快,同時具備