Методы расчета и проектирования исполнительных устройств робототехнических систем на базе пружинных механизмов

• Автор: Жавнер, Милана Викторовна
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 133 с. : ил

Оглавление.
Введение
1. Исследование рабочих процессов в технологическом оборудовании и средствах грузопереработки, с целью определения областей применения пружинных механизмов
1.1. Анализ технологических процессов с целью исследования целесообразности использования пружинных механизмов
1.2. Анализ работ по рекуперативным приводам
1.3. Анализ рабочих операций для определения областей применения рекуперативных приводов
1.4. Шаговый привод поворота в технологическом оборудовании
2. Исследование шагового рекуперативного привода исполнительных устройств робототехнических систем
2.1. Анализ конструктивных особенностей шаговых поворотных рекуперативных приводов
2.2. Построение и анализ моментных характеристик элементов ШРП
2.3. Исследование свойств шаговых рекуперативных приводов
2.3. Исследование свойств шаговых рекуперативных приводов
2.4. Определение времени поворота при ограничении ускорения
2.5. Определение требуемой жесткости пружины для однопружинного нелинейного аккумулятора при заданном времени поворота
2.6. Определение времени поворота или жесткости пружины для пружинного аккумулятора с углом поворота шагового двигателя Чпов = К
2.7. Определение начального угла смещения относительно положения неустойчивого равновесия для нереверсивного шагового привода
2.8. Сравнительный анализ ШРП с различными ПА
2.9. Сравнительный анализ энергозатрат ШРП с синусной моментной характеристикой, двигателя, работающего в режиме постоянного ускорения и двигателя, работающего с законом движения д = а^тд
2.10. Энергетические расчеты цикловых механизмов
3. Применение энергосберегающих систем в средствах грузопереработки
3.1. Анализ конструкции подъемного стола с рекуперацией энергии
3.2. Исследование приводов, применяемых в подъемных механизмах, их зависимостей и характеристик
3.3. Применение пружинных аккумуляторов в средствах грузопереработки
3.4. Расчет основных параметров подъемных столов и пружинных приводов, применяемых в них
3.5. Исследование колебаний системы грузоподъемного стола с пружинным приводом и разработка системы управления
3.6. Пружинный механизм с постоянным усилием
3.7. Пружинный механизм с «обратной» линейной характеристикой
3.8. Определение усилия поршня при заданной производительности, допустимом ускорении и ограниченной скорости
4. Стабилизаторы расхода жидкостей
4.1. Анализ работ по стабилизаторам расхода жидкостей
4.2. Разработка и исследование пружинного стабилизатора расхода жидкости
Основные результаты работы и выводы
Список статей, опубликованных автором
Литература

Введение
Важнейшей экономической задачей является снижение энергозатрат в производстве. Одним из перспективных способов уменьшения энергоемкости является применение пружинных механизмов, позволяющих использовать или кинетическую энергию движущихся масс механизмов, или накопленную потенциальную энергию грузов. В некоторых случаях пружинные механизмы позволяют упростить конструкцию и ■ уменьшить массогабаритные характеристики.
Анализ технологических процессов в различных отраслях промышленности, которые осуществляются с помощью различных робототехнических систем, позволил выделить в них три группы, где целесообразно применять энергосберегающие технологические устройства, сконструированные на основе пружинных механизмов или аккумуляторов.
В первую очередь, это транспортные системы, работающие в шаговом режиме, конвейерные системы и карусельные машины с шаговым приводом и загрузочно-разгрузочные устройства с возвратно-качательным движением.
Второй областью применения являются технические средства для грузопереработки, связанные с загрузкой и разгрузкой технологического оборудования, укладкой грузов на поддоны или их разборки. Предложены схемы рычажных грузоподъемных платформ, обеспечивающих автоматическую стабилизацию горизонтальной плоскости укладки грузов за счет применения специальных моментных загружателей. В этих системах удаётся вообще избежать применения привода и, соответственно, затрат энергии.
Третьим направлением является использование пружинных механизмов для получения нагрузочных устройств, с требуемыми силовыми характеристиками. В качестве примера можно привести следующее оборудование с использованием пружинных механизмов:
1. Стабилизатор расхода жидкости

S 2 =a2 + r1 -larcosq
Приняв, что ——— = С ,
получим выражение для определения суммарного момента:
= ra(a - г) sin qc
Перестановочный момент пружинного привода равен:
Мпер = Мпр - Мтр
где Мпр - равнодействующий момент от действия пружин,
Мтр - суммарный момент трения в шарнирах.
Построим зависимость перестановочного момента Mncp(qt) пружинного
аккумулятора при различных параметрах' закрепления пружин, которая представлена на рис.2.2.3.
hx = a -sin^,)
//з = a-sin(g2)
В первом приближении для пружинного аккумулятора с двумя точками неустойчивого равновесия можно использовать синусную зависимость двойного угла.
Если закрепление пружин соответствует синусному аккумулятору при одной пружине, то суммарный момент равен нулю.
3. Перестановочный момент рычажного пневмо- или гидродвигателя. Перестановочный момент пневмо- или гидродвигателя определяем по нижеприведенной формуле, и его зависимость представлена на рис.2.2.4:
где Ап - рабочая площадь поршня гидроцилиндра Ар - перепад давлений на поршне гидроцилиндра,

- коэффициент передачи рычажного механизма.