选矸机器人高速并联机构伺服驱动选型研究
李振坤1
黄金凤2
李奇松2
1.北京交通大学 机电控制工程学院,北京 1000442.华北理工大学 机械工程学院,河北 唐山 063210;河北省工业机器人产业技术研究院,河北 唐山 063210
摘要：为了实现煤矸的高效分选,基于选矸机器人结构及工作原理,在建立并联机构位移、速度、加速度、转矩、等效转动惯量数学模型和选矸运动轨迹规划的基础上,提出了一种用于煤矸分选的三自由度串并混联机器人的伺服电机选型方法:计算分析了选矸过程中机器人主动关节速度、转矩、等效转动惯量和功率的变化分布;针对速度、转矩、等效转动惯量随机构位形改变连续变化的问题,提出根据最大瞬时功率初步选取伺服电机,然后参考关节最大转速和电机允许最大转速选取减速器减速比,结合电机转矩特性曲线进行功能校验的伺服电机选型方法;指出在设计过程中应尽量选取大速比减速器,以减小电机负载惯量比,降低惯量波动干扰,提高系统控制响应速度和运行稳定性.测试和应用结果表明:设计开发的选矸机器人作业周期为1 s,横向选矸推力达 25 kg.该机器人发挥并联机构可实现高速、高刚度的结构特性,结合串联机构工作空间大、结构简单的优势,适于高效煤矸分选,且已成功应用于多条选煤生产线的中、大块矸石分选,长期连续工作运行稳定.研究为机器人伺服驱动系统设计提供了有益的参考.
关键词：煤矸分选选矸机器人伺服电机最大瞬时功率负载惯量横向选矸推力
分类号：TD948.7(选矿)
资助基金：河北省创新能力提升计划项目(225676144H)河北省重大科技成果转化专项(23261801Z)
论文发表日期：2024-02-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 73-78 )
英文信息