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      水下機器人俯仰機構NMRV050/075-600減速機設計

      文章出處:   責任編輯:   發布時間:2018-01-31 17:14:53    點擊數:-   【

      水下機器人俯仰機構NMRV050/075-600減速機設計。俯仰機構是保證水下機器人對目標進行準確探測識別的重要功能件,一般攝像系統都帶有云臺,通過控制云臺內的電機轉動,實現攝像系統垂直俯仰轉向的姿態。與普通的云臺相比,水下機器人探測識別系統的俯仰機構還需要考慮密封、壓力等問題。針對水下機器人的工作特點,設計了一種裝配簡單且具有自鎖功能的俯仰機構,其結構主要是由電機、箱體、蝸輪蝸桿減速機、輸出軸、輸出齒輪、檢測軸以及電位器組成,其中箱體是其他零部件的安裝件,將所有功能件集合成一個整體,通過箱體將俯仰機構安裝在探測識別系統或其他需要俯仰的功能件上。當水下機器人的探測識別系統需要進行俯仰動作時,電機工作,帶動RV減速機,此時蝸輪與固定不動的輸出軸連接,因此蝸桿繞蝸輪公轉。蝸桿繞蝸輪公轉帶動箱體及安裝在箱體上的其他零部件繞蝸輪轉動,由檢測軸實現俯仰角度的實時檢測,它繞輸出軸上的輸出齒輪轉動,同時將轉運傳遞給電位器的動軸,用于檢測俯仰角度。

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      材料選用:對于RV減速器中蝸輪蝸桿的材料,綜合考慮其傳動要求,材料的性能、加工工藝性成本因素,蝸桿可選用45鋼或不銹鋼,蝸輪可選用錫青銅,箱體及端蓋等安裝用的結構件可采用鋁合金制造,以減輕質量。俯仰機構工作時,由于速度慢、力矩小,且傳遞平穩,因此對材料的強度要求不是很高,但用于水下工作環境的電動機和蝸輪蝸桿減速機箱體,需要恰當地選用優質材料,常用的耐腐蝕材料有不銹鋼、鋁合金、玻璃鋼、復合材料等,俯仰機構的輸出軸是直接與海水接觸的,需要較高的耐腐蝕性,而強度要求相對較低,因此可選用不銹鋼。
      NMRV050減速機是整個俯仰機構的核心部分,其作用是將電機輸出轉矩傳遞到輸出軸,俯仰機構要求結構緊湊,傳動平穩,并能實現自鎖,因此采用RV減速機作為傳動系統,考慮到傳動的功率不大,速度也不太高,故選用阿基米德蝸桿傳動,由于俯仰機構要求具有自鎖功能,因此設計時有以下兩點要求:對于要求具有自鎖性能的傳動,則應采用RV減速機蝸桿導程角小于3o30’的蝸桿傳動,傳動比大及要求自鎖的蝸輪蝸桿減速機取頭數為1。同時,對于俯仰機構的蝸輪蝸桿,選擇合適的精度是非常重要的,精度高可以減少俯仰間隙,但是太高的精度加工困難,成本高,因此,俯仰機構精度等級取6-8之間。
      當電機不動作時,外力作用下俯仰機構可轉動的角度即為其空回間隙,空回間隙影響俯仰角的控制精度,且對于非球狀外形的設備,空回間隙會影響水下機器人的整體姿態。間隙的形成有理論設計誤差、傳動系統的固有間隙、加工誤差以及裝配誤差,主要是由RV減速箱的傳動間隙、齒輪傳動間隙以及標準件連接間隙累積而來。蝸輪蝸桿及齒輪傳動的固有間隙是無法消除的,只能在保證傳動不致卡死的同時,要求側隙盡可能的小,而蝸輪蝸桿減速機傳動時的間隙除了固有的圓周側隙外,還有蝸桿的軸向竄動造成的間隙,此間隙可以通過設計調整墊片來消除。因此設計時應盡可能減少傳動級數,以減小間隙的累積。傳動的級數少也意味著使用的連接件少,無形中也消除了一部分連接件帶來的間隙。http://www.dutchberserks.com/Products/rvjiansuji.html

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