Проектирование электропривода постоянного тока для обеспечения подвижности робота
ВВЕДЕНИЕ
С развитием робототехники возникла необходимость в совершенствовании характеристик роботов различного назначения. Важнейшую роль в функционировании манипуляционных роботов играют исполнительные системы, основной частью которых являются электроприводы.Характерной особенностью роботов, отличающих их от других автоматических систем, является взаимовлияние степеней подвижности манипуляционного механизма при выполнении сложных программных движений. Данное обстоятельство накладывает определённые условия при синтезе и анализе роботов с различными кинематическими моделями манипуляционных устройств.В каждом варианте манипуляционных устройств существуют свои особенности в плане возникающих в них при выполнении производственных задач моменты и силы взаимовлияния, учёт которых необходим при энергетическом и динамическом расчёте исполнительных систем роботов.Можно выделить несколько основных систем координат, в которых работают современные промышленные роботы: прямоугольная, цилиндрическая, сферическая, угловая. В роботах с прямоугольной системой координат с жесткой конструкцией взаимовлияние отсутствует. В роботах с цилиндрической системой координат при одновременной работе нескольких степеней подвижности из-за наличия центростремительных и кориолисовых ускорений возникают сила и момент взаимовлияния, которые можно рассматривать как возмущающие воздействия на электропривод. В роботах со сферической и угловой системами координат возмущающее воздействие в виде моментов взаимовлияния имеют сложный характер.
ВВЕДЕНИЕ. 7
1 Математическое описание робота с цилиндрической системой координат. Определение требований к приводу выдвижения руки. 9Якорь
1.1 Кинематическая модель манипуляционного устройства с цилиндрической системой координат. 9Якорь
1.2 Динамическая модель манипуляционного устройства с цилиндрической системой координат. 15Якорь
1.3 Анализ вариантов передаточных механизмов. 18Якорь
1.4 Патентный поиск по электроприводам роботов. 28Якорь
2 Расчёт и выбор элементов силовой и управляющей частей электропривода. 29Якорь
2.1 Особенности энергетического расчёта. 29Якорь
2.2 Расчёт и выбор мощности приводного двигателя. 30Якорь
2.2.1 Обоснование выбора . 31
2.2.2 Обоснование выбора .. 32
2.2.3 Определение мощности двигателя. 33
2.3 Выбор силовой части электропривода. 34Якорь
2.4 Определение передаточного числа редуктора. 38Якорь
2.5 Проверка двигателя на нагрев. 40Якорь
2.6 Расчёт и выбор элементов управляющей части электропривода. 42Якорь
2.6.1 Управляемый источник питания и силовая цепь. 43
2.6.2 Цепь обратной связи по току. 46
2.6.3 Цепь обратной связи по скорости. 48
2.7 Моделирование электропривода. Исследование на модели характеристик электропривода. 48Якорь
2.7.1 Расчёт настроек контура тока и контура скорости на модульный оптимум. 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 58
Не найдено
Последнее связано с ограничением тепловых потерь в двигателе и температуры его нагрева. Для систем воспроизведения движений, работающих в основном в установившихся режимах, выполнение первого из ограничений
не нарушает второго. Иначе обстоит чело для систем с интенсивными динамическими режимами. В них ограничение по эквивалентной мощности (по нагреву) является более жёстким, приводит к необходимости увеличивать установочную мощность, или, другими словами, приходится брать двигатель с запасом по мгновенной мощности.Перегрузочная способность двигателя определяется допустимой перегрузкой по моменту М_ддоп=λ_м M_1, и скорости ω_ДДОП=λ_ω ω_1. Для большинства двигателей λ_ω=1. Перегрузочная способность определяется в основном λ_м. Для различных серий двигателей постоянного тока ее величина составляет от 2 до 11 и более.На многих этапах энергетического расчета удобно рассматривать мгновенное значение не мощности, а момента, развиваемого двигателем. При этом, во-первых, проще контролировать важнейший параметр двигателя - его загруженность по моменту. Во-вторых, ограничения по тепловому режиму удобно рассматривать как ограничения для эквивалентного по нагреву момента, поскольку мощность тепловых потерь в двигателе пропорциональна квадрату этого момента, то есть квадрату тока.При пересчёте мощности и момента нагрузки к валу двигателя необходимо учитывать потери на трение в кинематической цепи исполнительной системы. Количественно и удобно определять через КПД этой цепи. Основной вклад в потери вносит, как правило, редуктор. Обычно полный КПД, учитывающие все потери, включая редуктор, составляет: η=0,7-0,9.