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双电机消隙技术在串联机械臂中的仿真与应用

中国机械工程 2020年第16期31卷 1991-1997页

作者：江勇张伟刘晓源金博丕中科院沈阳自动化所机器人学国家重点实验室沈阳110016

典型非线性齿隙广泛存在于机器人伺服系统中,为了减小齿隙对系统性能的影响,对串联机械臂采用双电机主从驱动消隙技术。首先基于双电机消隙系统的基本原理及结构建立了齿隙弹性死区非线性模型;然后根据双电机系统的动力学推导公式,建立... 详细信息

典型非线性齿隙广泛存在于机器人伺服系统中,为了减小齿隙对系统性能的影响,对串联机械臂采用双电机主从驱动消隙技术。首先基于双电机消隙系统的基本原理及结构建立了齿隙弹性死区非线性模型;然后根据双电机系统的动力学推导公式,建立了所采用的双电机偏置力矩消隙控制策略的Simulink模型,并给出了系统的算法框架及伺服系统硬件电路原理;最后根据实际工程设计参数数据进行原理仿真,并通过激光跟踪仪对采用双电机消隙技术的串联机械臂系统进行精度测试实验验证。仿真及实验结果表明:建立的数学模型能够反映实际系统的基本特性;工作空间为4.5 m的串联机械臂末端精度达到1.2 mm,满足工程应用性能指标要求。

关键词：双电机消隙机械臂精度

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扭簧加载双片齿轮消隙机构综合啮合刚度

机械工程学报 2013年第1期49卷 23-30页

作者：杨政尚建忠罗自荣王晓明于乃辉国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073

扭簧加载双片齿轮消隙机构(简称消隙齿轮)通过消除或控制回程误差来提高系统的传动精度,对其动态特性的研究具有重要意义。着重分析重合度1 2的消隙齿轮机构啮合点的周期性变化规律,确定任意时刻各啮合齿轮副的单双齿啮合状态,以及基于... 详细信息

扭簧加载双片齿轮消隙机构(简称消隙齿轮)通过消除或控制回程误差来提高系统的传动精度,对其动态特性的研究具有重要意义。着重分析重合度1 2的消隙齿轮机构啮合点的周期性变化规律,确定任意时刻各啮合齿轮副的单双齿啮合状态,以及基于对称性的正反转之间的转换关系,保证正反转计算的衔接性,有利于进一步研究系统扫频谐振特性;在此基础上引入基于Hertz接触理论及有限元计算结果的啮合刚度计算公式,建立消隙齿轮机构综合啮合刚度模型;通过数值计算,分析扭簧刚度以及各齿轮参数的变化对机构综合啮合刚度的影响,结果表明:在不发生轮齿脱离的啮合状态下,消隙齿轮机构不仅能够消除回差的影响,提高传动精度,而且综合啮合刚度较之于普通齿轮传动啮合刚度有所提高,并且通过优化齿轮参数可以进一步提高系统综合啮合刚度。

关键词：双片齿轮动态特性消隙啮合点对称性时变啮合刚度

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精密测量雷达伺服系统消隙方法应用研究

现代雷达 2010年第8期32卷 62-65页

作者：王录张维宁陈小燕中国酒泉卫星发射中心兰州732750

介绍了雷达伺服系统动力传动减速箱齿隙及消隙的概念,分析了齿隙对雷达伺服系统性能及稳定性的影响,重点阐述常用弹簧机械消隙、双电机消隙及仰角重力失配消隙原理及参数设置方法,采用重力失配消隙解决了长期运行的雷达天线座由于磨损... 详细信息

介绍了雷达伺服系统动力传动减速箱齿隙及消隙的概念,分析了齿隙对雷达伺服系统性能及稳定性的影响,重点阐述常用弹簧机械消隙、双电机消隙及仰角重力失配消隙原理及参数设置方法,采用重力失配消隙解决了长期运行的雷达天线座由于磨损、消隙弹簧性能下降等因素引起的仰角跟踪支路精度下降问题,使仰角伺服系统的跟踪精度得到明显提高,最后通过跟踪空间目标验证了采用重力失配消隙方法提高仰角跟踪精度的有效性。

关键词：雷达伺服消隙减速箱

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一种五轴加工中心主轴摆动消隙方法研究

制造业自动化 2012年第11期34卷 89-92,96页

作者：于永桂史耀耀赵晖西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

针对五轴加工中心主轴摆动常采用的蜗轮蜗杆副存在传动间隙,进而影响主轴摆动精度这一问题,提出采用双电机驱动+双蜗轮蜗杆副的消隙方法,即控制一侧电机的转角和两侧电机的同步差来精确控制蜗轮蜗杆副的摆角,一侧蜗轮蜗杆副的蜗杆与蜗... 详细信息

针对五轴加工中心主轴摆动常采用的蜗轮蜗杆副存在传动间隙,进而影响主轴摆动精度这一问题,提出采用双电机驱动+双蜗轮蜗杆副的消隙方法,即控制一侧电机的转角和两侧电机的同步差来精确控制蜗轮蜗杆副的摆角,一侧蜗轮蜗杆副的蜗杆与蜗轮正向旋转的齿面啮合,另一侧蜗轮蜗杆副的蜗杆与蜗轮反向旋转的齿面啮合,消除传动间隙;工作过程中,一侧电机驱动,另一侧电机保持同步随动避免因蜗杆自锁产生干涉,从而提高主轴摆动精度。通过建立消隙数学模型并进行仿真分析,验证了所提消隙方法的正确性和可行性。

关键词：主轴摆动双电机驱动双蜗轮蜗杆副消隙同步差

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双齿轮齿条消隙结构的改进设计

制造技术与机床 2011年第8期 87-89页

作者：胡巍杨春晖吴鹏齐重数控装备股份有限公司黑龙江齐齐哈尔161005

对原结构进行了优化设计和改进,增加了末端轴的刚度和传动链间隙的调整量,并通过理论计算和有限元分析进行校核,均能够满足要求。投入生产实践后得到了验证,使用效果良好。

关键词：双齿轮齿条刚度消隙有限元分析

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数控摆角铣头的消隙机构设计

制造技术与机床 2013年第2期 33-37页

作者：张燕荣西安理工大学高等技术学院陕西西安710082

针对间隙非线性对数控摆角铣头传动精度的影响,提出采用双电动机驱动双蜗轮蜗杆副的消隙方法,即控制一侧电动机的转角和两侧电动机的同步差来精确控制蜗轮蜗杆副的转角,进而控制主轴的摆角。消隙时,一侧蜗杆与蜗轮正向旋转的齿面啮合,... 详细信息

针对间隙非线性对数控摆角铣头传动精度的影响,提出采用双电动机驱动双蜗轮蜗杆副的消隙方法,即控制一侧电动机的转角和两侧电动机的同步差来精确控制蜗轮蜗杆副的转角,进而控制主轴的摆角。消隙时,一侧蜗杆与蜗轮正向旋转的齿面啮合,另一侧蜗杆与蜗轮反向旋转的齿面啮合。工作时,一侧电动机驱动,另一侧电动机保持同步随动,避免因自锁产生干涉,从而消除主轴摆动的传动间隙,提高了主轴的摆动精度。通过建立消隙机构的数学模型并进行仿真实验,验证了该消隙方法的有效性和可行性。

关键词：摆角铣头双电动机驱动双蜗轮蜗杆副消隙同步差

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面向重型机床回转工作台的双电机消隙技术

电气传动 2016年第3期46卷 77-80页

作者：袁苗龚时华许先雨华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 湖北荆能输变电工程公司湖北武汉430074

重型机床大型回转工作台由于齿轮间隙的存在而影响机床性能和精度,从这个问题出发,阐述了利用双电机驱动消除齿轮机械传动间隙的原理,针对回转工作台模型进行了动力学建模仿真,并建立双电机消隙的仿真平台。利用华中数控848B系统和回转... 详细信息

重型机床大型回转工作台由于齿轮间隙的存在而影响机床性能和精度,从这个问题出发,阐述了利用双电机驱动消除齿轮机械传动间隙的原理,针对回转工作台模型进行了动力学建模仿真,并建立双电机消隙的仿真平台。利用华中数控848B系统和回转实验台进行试验,验证机械参数对消隙效果的影响,满足了重型机床回转工作台双电机消隙的技术需求。

关键词：重型机床双电机消隙

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齿轮传动与蜗轮蜗杆传动性能比较与消隙机构

煤矿机械 2012年第11期33卷 171-172页

作者：付春梅常州轻工职业技术学院江苏常州213164

通过介绍煤矿机械中齿轮传动的发展,兼论了煤矿机械中蜗轮蜗杆传动性能,并且将两者的性能进行了比较,对其参数设计及优势进行分析,为了降低生产成本,保证设备的正常使用,现利用变位技术对大齿轮进行负变位修复,重新加工与之配对的正变... 详细信息

通过介绍煤矿机械中齿轮传动的发展,兼论了煤矿机械中蜗轮蜗杆传动性能,并且将两者的性能进行了比较,对其参数设计及优势进行分析,为了降低生产成本,保证设备的正常使用,现利用变位技术对大齿轮进行负变位修复,重新加工与之配对的正变位小齿轮,同时对新加工的小齿轮工艺进行改善。

关键词：齿轮传动蜗轮蜗杆传动性能消隙

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双轴交流伺服系统消隙及同步控制方法研究

双轴交流伺服系统消隙及同步控制方法研究

作者：杨静华中科技大学

学位级别：硕士

天线伺服系统是雷达以及其他跟踪设备的重要组成部分,它驱动雷达转台使其按照给定指令运动,从而实现雷达的定位、测角等功能。由于雷达转台负载往往较大,且传动链中存在齿隙等非线性因素的影响,为了实现高精度、高速度且稳定性好的的天... 详细信息

天线伺服系统是雷达以及其他跟踪设备的重要组成部分,它驱动雷达转台使其按照给定指令运动,从而实现雷达的定位、测角等功能。由于雷达转台负载往往较大,且传动链中存在齿隙等非线性因素的影响,为了实现高精度、高速度且稳定性好的的天线伺服控制,常采用双轴联动驱动的方式。本文对这种采用双轴结构伺服系统的同步控制及消隙方法进行了研究。首先对齿隙和同步问题以及相关技术的研究现状进行了概要的介绍,描述了典型天线伺服系统的控制模型结构,详细讨论了双轴联动消除齿隙和同步控制的理论方法;然后利用MATLAB/SIMULINK分别建立了交流伺服系统仿真模型、含齿隙非线性因素的齿轮传动环节仿真模型以及消隙功能模块的仿真模型;分别验证了同步和消隙方法的正确性、有效性,同时也提出了两种方法的综合控制问题,设计了一种耦合性质的综合控制策略,并且仿真验证了这种综合控制策略的可行性,为实际应用提供设计依据;最后在双轴交流伺服驱动器平台上设计实现了同步控制及消隙控制方法。本文所探讨的双轴伺服驱动建模方法、消隙与同步控制策略以及软件设计方法具有较好的通用性、实时性,可用于不同型号的双轴雷达伺服平台,也可应用于工业领域的双轴驱动应用场合。

关键词：天线伺服系统双轴消隙同步控制