斜齒輪蝸輪蝸桿減速機用在水下機器人俯仰機構設計
斜齒輪蝸輪蝸桿減速機用在水下機器人俯仰機構設計。當水下機器人的探測識別系統需要進(jìn)行俯仰動(dòng)作時(shí),電機工作,帶動(dòng)減速機,此時(shí)蝸輪與固定不動(dòng)的輸出軸連接,因此蝸桿繞蝸輪公轉。間隙的形成有理論設計誤差、傳動(dòng)系統的固有間隙、加工誤差以及裝配誤差,主要是由直連電機減速機的傳動(dòng)間隙、齒輪傳動(dòng)間隙以及尺度件連接間隙累積而來(lái)。蝸桿繞蝸輪公轉帶動(dòng)箱體及安裝在箱體上的其他零部件繞蝸輪滾動(dòng),由檢測軸實(shí)現俯仰角度的實(shí)時(shí)檢測,它繞輸出軸上的輸出齒輪滾動(dòng),同時(shí)將轉運傳遞給電位器的動(dòng)軸,用于檢測俯仰角度。 當電機不動(dòng)作時(shí),外力作用下俯仰機構可滾動(dòng)的角度即為其空回間隙,空回間隙影響俯仰角的控制精度,且對于非球狀形狀的設備,空回間隙會(huì )影響水下機器人的整體姿態(tài)。

材料選用:對于減速機中蝸輪蝸桿的材料,綜合考慮其傳動(dòng)要求,材料的機能、加工工藝性本錢(qián)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(zhì)量。因此設計時(shí)應盡可能減少傳動(dòng)級數,以減小間隙的累積。與普通的云臺比擬,水下機器人探測識別系統的俯仰機構還需要考慮密封、壓力等題目。俯仰機構工作時(shí),因為速度慢、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(huán)境的電機和蝸輪蝸桿減速機箱體,需要恰當地選用優(yōu)質(zhì)材料,常用的耐侵蝕材料有不銹鋼、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,需要較高的耐侵蝕性,而強度要求相對較低,因此可選用不銹鋼。蝸輪蝸桿及齒輪傳動(dòng)的固有間隙是無(wú)法消除的,只能在保證傳動(dòng)不致卡死的同時(shí),要求側隙盡可能的小,而蝸輪蝸桿減速機傳動(dòng)時(shí)的間隙除了固有的圓周側隙外,還有蝸桿的軸向竄動(dòng)造成的間隙,此間隙可以通過(guò)設計調整墊片來(lái)消除。
蝸輪蝸桿減速機是整個(gè)俯仰機構的核心部門(mén),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(dòng)平穩,并能實(shí)現自鎖,因此采用二級減速機作為傳動(dòng)系統,考慮到傳動(dòng)的功率不大,速度也不太高,故選用阿基米德蝸桿傳動(dòng),因為俯仰機構要求具有自鎖功能,因此設計時(shí)有以下兩點(diǎn)要求:對于要求具有自鎖機能的傳動(dòng),則應采用減速機蝸桿導程角小于3’的蝸桿傳動(dòng),傳動(dòng)比大及要求自鎖的蝸輪蝸桿減速機取頭數為1。 俯仰機構是保證水下機器人對目標進(jìn)行正確探測識別的重要功能件,一般攝像系統都帶有云臺,通過(guò)控制云臺內的電機滾動(dòng),實(shí)現攝像系統垂直俯仰轉向的姿態(tài)。同時(shí),對于俯仰機構的蝸輪蝸桿,選擇合適的精度長(cháng)短常重要的,精度高可以減少俯仰間隙,但是太高的精度加工難題,本錢(qián)高,因此,俯仰機構精度等級取6-8之間。傳動(dòng)的級數少也意味著(zhù)使用的連接件少,無(wú)形中也消除了一部門(mén)連接件帶來(lái)的間隙。針對水下機器人的工作特點(diǎn),設計了一種裝配簡(jiǎn)樸且具有自鎖功能的俯仰機構,其結構主要是由電機、箱體、司服電機蝸輪蝸桿減速機、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(gè)整體,通過(guò)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。http://wap.cxsec.cn/product/list-wolunwoganjiansuji-cn.html
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