仿生绕线机器人的关键技术研究
电枢是电机的核心,将绕组嵌入骨架的装配工艺过程称为嵌线工艺。电枢嵌线工艺是电机制造过程中至关重要的工艺环节。但受限于国内生产厂家的嵌线工艺和技术水平,目前的绕线机大都只能生产单股线大槽口少磁极的电机产品。因此,需要设计一种针对多股线小槽口电枢进行生产的新型绕线机。本文对该绕线机开展了相关的绕制原理研究,研制了绕线原理样机,并对绕线机控制系统进行硬件与软件设计。同时,本文对绕线机的运动学与动力学模型进行了相关研究。<br>  通过对人工绕线工艺流程的分析,提出了绕线机的平行排线原理、抽紧原理、绕线原理、嵌线原理、换槽原理...
电枢是电机的核心,将绕组嵌入骨架的装配工艺过程称为嵌线工艺。电枢嵌线工艺是电机制造过程中至关重要的工艺环节。但受限于国内生产厂家的嵌线工艺和技术水平,目前的绕线机大都只能生产单股线大槽口少磁极的电机产品。因此,需要设计一种针对多股线小槽口电枢进行生产的新型绕线机。本文对该绕线机开展了相关的绕制原理研究,研制了绕线原理样机,并对绕线机控制系统进行硬件与软件设计。同时,本文对绕线机的运动学与动力学模型进行了相关研究。
  通过对人工绕线工艺流程的分析,提出了绕线机的平行排线原理、抽紧原理、绕线原理、嵌线原理、换槽原理,并对所设计绕线机过程进行几何运动学分析,本文完成了对该绕线机的总体方案设计和机械设计。并在此基础上,对原理机的绕线子系统与排线子系统的机械结构进行了介绍。
  为了提高绕线机本体控制系统的智能性与灵活性,本文对绕线机本体控制系统硬件进行了研究。在基于意法半导体的STM32F103ZET6处理器平台上构建基于CAN总线的控制系统架构,对绕线机本体系统的主控制部分、运动控制部分和传感采集部分的硬件电路分别进行设计,使得绕线机控制系统更具模块化。移植μC/OS-Ⅱ嵌入式实时系统,并在该系统上进行绕线机本体控制系统软件设计。同时,本文在Qt平台上进行了基于串口通信的上位机控制台软件开发,以实现绕线机的人机交互。
  本文还对绕线机的运动学与动力学模型进行了理论研究,建立了绕线机的运动学模型与仿真分析,同时对绕线机的动力学进行了建模,实现了对绕线机的绕线速度与张力波动响应的理论分析。
  大量实验表明,论文设计并实现的绕线机在槽口仅为2mm的电动自行车电机转子上,实现了对8股绕组进行同时绕制,解决了现有技术中在小槽口的电机转子进行多股绕组绕线难的问题。
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作者: 陈杨洋
学科专业: 仪器科学与技术
授予学位: 硕士
学位授予单位: 东南大学
导师姓名: 崔建伟
学位年度: 2014
语 种: chi
分类号: TP242
在线出版日期: 2015年5月20日