大行程柔順驅(qū)動傳動單元的機電集成設(shè)計.pdf

1、精密指向機構(gòu)廣泛應(yīng)用于飛機、艦船和車輛等載體上，配合光電系統(tǒng)完成戰(zhàn)場偵察和目標(biāo)跟蹤等任務(wù)。同時在空間探索工程、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、高動態(tài)的精密指向機構(gòu)的研究具有重要意義。
　　本文課題來源于國家自然科學(xué)基金重點項目“大尺度亞微弧度級精密復(fù)合驅(qū)動與傳動的基礎(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)音圈電機作為電磁驅(qū)動部件的，具有大行程、高精度、高動態(tài)的驅(qū)動傳動單元。本文主要對大行程柔性鉸鏈的設(shè)計及優(yōu)化、電磁驅(qū)動單元設(shè)計優(yōu)化及建模、整體系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模及仿真進行了理論分析，對其中關(guān)鍵的技術(shù)進行了一定的研究。主要的內(nèi)容有：
　　1．調(diào)研目前國內(nèi)外精密指向機構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)歸納了精密指向機構(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，為本文對大行程柔順驅(qū)動傳動單元的設(shè)計打下了基礎(chǔ)。
　　2．對

3、所設(shè)計大行程柔順驅(qū)動傳動單元的總體方案進行了分析介紹，列出了針對本文項目所提出的設(shè)計技術(shù)指標(biāo)，并針對所提技術(shù)指標(biāo)對驅(qū)動部件以及支承部件進行了分析，最終確定總體方案結(jié)構(gòu)并給出了設(shè)計流程。
　　3．針對大行程柔順驅(qū)動傳動單元的設(shè)計要求，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)計需求對其進行優(yōu)化設(shè)計并最終設(shè)計出適用于本文驅(qū)動傳動單元的柔性鉸鏈。
　　4．比較分析了各種旋轉(zhuǎn)音圈電機的特點，最終選取盤式

4、繞組音圈電機的磁路作為本文電磁驅(qū)動單元的設(shè)計參考，并對其進行理論分析。最后結(jié)合大行程柔順驅(qū)動傳動單元的驅(qū)動要求對其進行優(yōu)化設(shè)計。
　　5．使用Matlab、ADAMS、Comsol等分析軟件對整個系統(tǒng)進行機電集成建模仿真，從理論上對所設(shè)計系統(tǒng)的時域、頻域響應(yīng)進行預(yù)測。最后以系統(tǒng)重要參數(shù)為例，分析其對系統(tǒng)總體動力學(xué)特性的影響。為今后的設(shè)計工作做出了指導(dǎo)。
　　6．以大行程柔順驅(qū)動傳動單元的原理樣機為對象，搭建其測試實驗平臺，驗