機(jī)器人關(guān)節(jié)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)研究.pdf

1、作為人類探索太空有效的工具，機(jī)器人技術(shù)近年來得到了迅速的發(fā)展。同時(shí)，保證設(shè)備及宇航員安全的安全系統(tǒng)也相應(yīng)得到了完善。真空中制動(dòng)力矩穩(wěn)定、可靠性高、重量輕、功耗低的制動(dòng)器是使用在空間的機(jī)器人安全系統(tǒng)中重要的一環(huán)。本文以一種新的雙面制動(dòng)方式為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了可以應(yīng)用于常態(tài)及空間中的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動(dòng)器。在保證其制動(dòng)性能的前提下，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，減輕了重量，滿足了設(shè)計(jì)及性能的各項(xiàng)要求。
　　本文首先綜述制動(dòng)器常用的制動(dòng)方式及國內(nèi)外機(jī)器人制動(dòng)

2、器的研究現(xiàn)狀，總結(jié)機(jī)器人制動(dòng)器材料應(yīng)具備的基本性能，確定失電制動(dòng)器為機(jī)器人關(guān)節(jié)制動(dòng)器的發(fā)展趨勢(shì)。
　　其次，在機(jī)器人性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上明確了制動(dòng)器的設(shè)計(jì)及性能指標(biāo)。提出了一種新的雙面制動(dòng)方式，提高了在相同制動(dòng)力下的制動(dòng)力矩。根據(jù)常態(tài)及空間兩個(gè)方面的使用環(huán)境，選擇了制動(dòng)器結(jié)構(gòu)及制動(dòng)副的材料。設(shè)計(jì)了滿足性能要求及安裝要求的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)。利用ANSYS對(duì)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了力學(xué)分析，驗(yàn)證了其結(jié)構(gòu)的合理性。基于結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，在保證制動(dòng)器性能的前提

3、下，對(duì)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，減輕了制動(dòng)器的質(zhì)量，降低了發(fā)射成本。
　　根據(jù)能量守恒原理制定了制動(dòng)器測(cè)試原理。設(shè)計(jì)制造了制動(dòng)器測(cè)試機(jī)械平臺(tái)，設(shè)計(jì)中充分考慮到了影響測(cè)量的因素，通過特殊設(shè)計(jì)從根本上保證了測(cè)試的精度。利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的電氣設(shè)備搭建了制動(dòng)器測(cè)試的電氣平臺(tái)。通過PCI卡與PC機(jī)組成了完整的制動(dòng)器制動(dòng)性能測(cè)試系統(tǒng)，為制動(dòng)器性能測(cè)試試驗(yàn)提供了硬件平臺(tái)。
　　最后，利用測(cè)試平臺(tái)對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行了真空高低溫制動(dòng)試驗(yàn)、常態(tài)制動(dòng)試驗(yàn)