具有往复转动输出的伺服驱动轮系设计及动态性能研究

论文摘要

工程实际中的很多场合,都需要用到往复转动。随着现代工业自动化水平的提高以及产品品种多样化发展的趋势,对实现往复运动的机构提出了新的要求。首先要求其自动化程度高便于控制,同时要求往复运动的速度和动程均可控以适应产品多样化的需要。文章内容主要有如下三个部分：第一部分,提出了采用双伺服驱动差动轮系将单向回转运动合成为可控往复输出运动,文中通过理论推导和运动仿真证明了其可行性,并在此基础上提出三种可实现方案,对应推导出了三种方案的等效转动惯量的计算式,为在工程实际中的具体应用选择何种方案提供了参考。第二部分,对非圆行星轮系和非圆差动轮系将电机的单向回转输入转化为往复转动输出进行了相关研究,提出了非圆齿轮的节曲线的设计方法并给出了几个非圆齿轮节曲线设计的相关实例。第三部分,将具有电子凸轮功能的伺服驱动轮系应用于工程实际中,同时为了使其具有更好的动态性能,对电子凸轮曲线进行了优化设计,并进一步对差动轮系伺服电机的驱动方式进行选择,采用优化设计的方法得出伺服电机的输入曲线,并使其具有较好的动态性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 机电一体化的发展现状
• 1.3 机电一体化的发展趋势
• 1.4 课题研究的意义
• 1.5 课题研究的内容
• 第二章 双伺服单向转动驱动差动轮系实现可控往复转动输出方案设计
• 2.1 行星轮系传动及其特点
• 2.2 行星差动齿轮传动
• 2.3 行星差动轮系合成运动时的转速计算
• 2.4 运动仿真
• 2.5 不同输入输出情况下三种方案系统等效转动惯量计算
• 2.6 计算实例
• 2.7 本章小结
• 第三章 非圆齿轮轮系实现单向转动输入往复转动输出
• 3.1 非圆齿轮的传动原理
• 3.2 非圆行星轮系
• 3.3 本章小结
• 第四章 电子凸轮曲线优化
• 4.1 应用背景介绍
• 4.2 建立数学模型
• 4.3 确定目标函数与优化计算
• 4.4 本章小结
• 第五章 可实现往复转动输出的伺服驱动轮系的动态性能研究及应用
• 5.1 伺服驱动系统
• 5.2 伺服电机的驱动方式
• 5.3 实现单向输入往复转动输出的伺服驱动轮系的应用
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢