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近年来,并联机器人以其高刚度、高精度以及高速度的特点引起了人们的重视,并出现了以并联机器人为基础的虚拟轴机床等研究成果。虎克铰作为一种具有两个自由度的铰链机构已广泛应用在各种机构形式的并联机器人中。虎克铰阻尼器的设计和研究本着提高机器人的刚性、抗振性等目的,有着重要的研究意义和广泛的应用前景。 本文在对磁流变液材料特性和磁流变液阻尼器研究的基础上,结合虎克铰自身的特点以及并联机器人的结构形式,设计和研究了虎克铰阻尼器,包括MRF-140CG磁流变材料的性质、虎克铰阻尼器的设计准则、阻尼器的结构设计、阻尼器的磁路设计、线圈的设计,阻尼器的阻尼力计算公式的推导等等。 本文研究的主要内容及有关结论如下: (1)对磁流变液MRF-140CG的性质进行了分析,推导出了流变特性及磁学特性的经验公式,给出了磁流变液磁导率的计算依据。 (2)根据电磁学的基本原理,对磁路结构进行了设计。利用磁路设计得出的公式对线圈进行了设计。最后用有限元仿真验证了磁路设计的可行性。 (3)根据流变学方程的分析,推导了阻尼器阻尼力的计算公式。 (4)在理论分析的基础上,对虎克铰阻尼器的结构设计进行了分析,并用SolidWorks进行了建模,能够更直观的认识到阻尼器的整体结构,结构设计中采用了铜套来缠绕线圈,这一设计是因为铜不导磁,能够使线圈产生的磁场不会产生更多的漏磁。 (5)通过实验验证线圈的设计是否合理,根据不同的线径和匝数的线圈通电后产生磁场的大小,验证了通电线圈的磁场与匝数成正比。