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高性能变传动比的异形齿轮跳跃机构研究

作者：刘磊,张岩日期：2021-11-23/span> 浏览：1573 查看PDF文档

高性能变传动比的异形齿轮跳跃机构研究*

刘磊1,张岩2

(1.包头钢铁职业技术学院机械工程系,内蒙古包头 014010;

2.河北科技大学机械工程学院,河北石家庄 050018)

摘要:跳跃机器人需要根据其任务和运动来选择合适的齿轮传动比,从而实现电机功率的最大化,针对这一问题,提出了一种具有高速、大扭矩特性的异形齿轮跳跃机构。首先,提出了一种基于仿真的最佳齿轮传动比设计方法,使电机功率最大化;其次,根据得到的齿轮传动比,通过正向动力学进行了齿轮的节圆半径计算;然后,在考虑轮齿压力角约束的情况下完成了最终异形齿轮的齿形设计;最后,研究了跳跃高度随机器人参数和初始姿态扰动的变化,并以跳跃机构为原型,在考虑了机构物理参数扰动的情况下进行了实验测试,验证了所提设计方法的有效性。研究结果表明:该机构使用异形齿轮时的跳跃高度是0.135m,使用圆形齿轮的跳跃高度是0.072m;采用异形齿轮,通过运动改变齿轮传动比,可将跳跃高度提高64.6%,为提高跳跃机器人的工作性能提供较好的解决方案。

关键词:跳跃机构;异形齿轮;电机功率最大化;变传动比;正向动力学

中图分类号:TH132;TP242文献标识码:A文章编号:1001-4551(2021)09-1167-07

刘磊,张岩.高性能变传动比的异形齿轮跳跃机构研究［J］.机电工程,2021,38(9):1167-1173.