21、特种移动机器人与磨床主运动驱动的技术解析

特种移动机器人与磨床主运动驱动的技术解析

特种移动机器人抓手精度与执行器设计

在特种移动机器人领域，抓手的精度是一个关键指标。一般公差设定了抓手相对于标称位置的偏差，这是由相应执行器对工作控制坐标的公差所导致的。通过对相关数据的分析可知，当执行器公差为Δq = 20″时，抓手输出相对于位置的总公差约为Δ = 0.27mm，并且抓手输出位置公差与执行器公差的关系接近线性，表达式为：
[
\Delta = c \cdot \Delta q
]
其中，比例系数c取决于机械臂部件的几何尺寸，对于所研究的机械臂，c = 0.013…0.014mm/角秒。由于角秒是输出执行器链一转的7.75×10⁻⁵，相应的比例系数为c = 1.68…1.8×10⁴mm/rev。

为了确保抓手输出到指定位置的精度达到Δ = 0.1mm，执行器需要特定的传动比。输入执行器轴的旋转圈数远多于输出链的旋转圈数，输入轴与执行器输出链的旋转比由传动比ip决定。经计算，所需的执行器传动比约为ip = 1.68…1.8×10⁵，但已知的减速器设计无法实现这样的传动比。最接近该传动比的是两级波传动，其传动比可达iw = 1.0…1.5×10⁵。若通过安装六个角度测量标记确保输入轴执行器旋转角度测量的离散度为60°，为保证输出位置精度为Δ = 0.1mm，执行器的传动比应为ip = 2.8…3.0×10⁴，这种传动比的执行器可根据两级波传动图来实现。

移动机器人机械臂执行器系统的设计

基于确定的执行器参数，开发了移动机器人机械臂执行器系统的主电路。执行器内置高速电动马达1，其轴旋转角度为φe。马达轴通过联轴器连接到波齿轮的机械波发生器2。波传动有一个柔性齿轮3，