機器人關(guān)節(jié)制動器的設(shè)計及其試驗研究.pdf

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

2、器的研究現(xiàn)狀，總結(jié)機器人制動器材料應(yīng)具備的基本性能，確定失電制動器為機器人關(guān)節(jié)制動器的發(fā)展趨勢。
　　其次，在機器人性能指標的基礎(chǔ)上明確了制動器的設(shè)計及性能指標。提出了一種新的雙面制動方式，提高了在相同制動力下的制動力矩。根據(jù)常態(tài)及空間兩個方面的使用環(huán)境，選擇了制動器結(jié)構(gòu)及制動副的材料。設(shè)計了滿足性能要求及安裝要求的制動器結(jié)構(gòu)。利用ANSYS對制動器結(jié)構(gòu)進行了力學分析，驗證了其結(jié)構(gòu)的合理性?；诮Y(jié)構(gòu)分析結(jié)果，在保證制動器性能的前提

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