六自由度運動平臺設(shè)計方案

1、 主要技術(shù)指標(biāo)計算載荷本次設(shè)計在不更改原電動缸結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化設(shè)計，對電機進行重新選型， 根據(jù)KH08XX（ 3） 缸設(shè)計技術(shù)書可知，600kg 推力時絲杠需要扭矩為5.732N.m，缸體部份及齒輪傳動部分總效率按照70%計算時，齒輪傳動部分減速比為2，減速器輸出扭矩為4.1N.m。 初步選配減速比為4， 效率為90%的減速器，則電機端需要T減4.1轉(zhuǎn)矩T電 =1.14N.m 。 所選電機額定轉(zhuǎn)矩為1.3N.m， 則電動缸在額定i 4 0.9速度下的額定推力約為684kg，最大推力為2000kg。根據(jù)圖 5.3所示， 伺服電機的最大轉(zhuǎn)速為5000rpm， 此時伺服電機輸出的額定轉(zhuǎn)矩約為0.

2、7N.m，則電動缸在最大速度下的額定推力約為368kg。根據(jù)本次設(shè)計的設(shè)計思路，電動缸存在不安裝減速器，由伺服電機直接連接齒輪的工況，缸體部份及齒輪傳動部分總效率按照70%計算時，絲杠端部的有效轉(zhuǎn)矩為 0.91N.m，則此時電動缸的額定推力約為130kg，則平臺的載荷下降為216kg。速度根據(jù) KH08XX （ 3）缸設(shè)計技術(shù)書可知，絲杠導(dǎo)程為6mm，齒輪減速比為2，本次設(shè)計選取的減速器速比為4，伺服電機的額定轉(zhuǎn)速為3000rpm，則電動缸的額3000定速度為v額 =i定速度為v額 =i減 i齒42根據(jù)圖 5.3 所示，伺服電機的最大轉(zhuǎn)速為5000rpm，則電動缸的最大速度為vmax =vma

3、x =i減 i齒n電p=6=3750mm / min =62.5mm/s42根據(jù)本次設(shè)計的設(shè)計思路，電動缸存在不安裝減速器，由伺服電機直接連接齒 輪的工況，則此時電動缸的額定速度為n電3000v電 =p= 6=9000mm /min =150mm/s。i齒2位置分辨率本次選用伺服電機末端編碼器為20 位增量編碼器，根據(jù)電動缸減速比及絲杠p6導(dǎo)程計算，電動缸的位置分辨率為20 =20 =0.0007 m 。i減 i齒 24 2 2p6不安裝減速器時，電動缸的位置分辨率為20 =20 =0.003 m。i減 i齒 22 2折算到平臺上的位置分辨率為0.0028 m，角度分辨率為0.0002。6.4

4、定位精度1）行星減速器所選行星減速器的精度為14，傳動箱速比為2， 傳遞到絲杠上的轉(zhuǎn)角誤差為7，則折算到行程上誤差76 0.002mm ；60 3602）齒輪副方案中采用KH08XX（ 3） 電動缸采用7級直齒齒輪，其最大側(cè)隙為0.344mm，齒輪分度圓直徑為104mm，則折算到行程上的誤差0.3446 0.006mm ，104 3.143）絲杠副方案中采用KH08XX （ 3）電動缸采用7 級滾珠絲杠，其導(dǎo)程誤差為0.05mm/300mm，則絲杠的行程誤差375 0.05 0.0625mm 。300則總體誤差為0.002+0.006+0.0625=0.0725mm。7 技術(shù)指標(biāo)滿足情況根據(jù)技

5、術(shù)要求的主要參數(shù)，方案設(shè)計滿足技術(shù)指標(biāo)情況如表7.1：表 7.1 技術(shù)指標(biāo)滿足情況序號技術(shù)指標(biāo)要求值設(shè)計值結(jié)論備注1平臺載荷不小于10000N10000N滿足技術(shù)要求2X 軸平移 100mm 100mm滿足技術(shù)要求3Y 軸平移 100mm 100mm滿足技術(shù)要求4Z 軸平移 150mm 150mm滿足技術(shù)要求5X 軸 /Y 軸 /Z 軸轉(zhuǎn)動 10 15滿足技術(shù)要求6X 軸 /Y 軸 /Z 軸平移速度不小于15mm/s37.5mm/s滿足技術(shù)要求7X 軸 /Y 軸 /Z 軸轉(zhuǎn)動角速度不小于1 /s2 /s滿足技術(shù)要求8X 軸 /Y 軸 /Z 軸平移加速度不小于15mm/s237.5mm/s2滿足技術(shù)要求9X 軸 /Y 軸 /Z 軸轉(zhuǎn)動角加速度不小于1 /s22 /s2滿足技術(shù)要求10電動缸位置分辨率0.0007 m11電動缸定位精度0.0725mm12平臺位置分辨率0.0028 m13平臺位置精度0.29mm14平臺角度分辨率0.000215平臺角