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电动汽车换电机器人结构设计与分析
| 论文题名： | 电动汽车换电机器人结构设计与分析 |
| 关键词： | 电动汽车;换电设备;并联机器人;耦合运动;运动学反解;结构设计 |
| 摘要： | 目前,随着汽车工业发展的日益成熟,以及世界各国节能环保意识的增强,很多汽车厂商纷纷将目光转向新能源汽车领域。其中,电动汽车因具有对环境污染小,能源可再生等优点而受到汽车厂商的重视,并逐渐成为汽车工业的一个重要发展领域。随着新能源汽车的发展,多种纯电动汽车以及汽车充电、换电设备开始在我国一些大中城市投入使用。然而无论是充电模式还是换电模式都存在着一定的技术瓶颈,这些技术问题阻碍着新能源汽车发展的速度和普及程度。本文就是针对电动汽车换电时存在的一个技术瓶颈—换电效率低下,而设计出一套相对较为完善的换电机器人。 本课题将并联机构引入到电动汽车换电领域,即基于并联机构设计开发换电设备,替代传统的剪叉升降式换电设备。究其原因,主要是因为一般其他机构难以在保证高精度运行的条件下承受车载电池如此大的重量。而并联机构本身具有精度高,承载能力强等优点,这些优点使其很好地适用于这种场合,并且具有鲜明的创新性。 本文根据实际应用背景,选择具有三个自由度的并联机构中应用相对较为成熟的3-PRS机构,这种机构具有绕水平两个坐标轴的转动以及沿竖直方向平动这三个自由度,而且在平动方向上有较大行程,这样的运动特点满足换电过程的需要。然而这种机构存在着自身的弊端——耦合运动。这种附加的运动虽然很小,但在精度要求较高的环境下应该设法减小或者避免。作者针对这一特点进行深入的研究,将耦合运动优化到最小,并结合补偿措施,消除其带来的负面影响。另外,本文建立起机构的三维几何模型,建立机构的运动学反解模型和牛顿-欧拉动力学模型,并通过软件仿真验证上述模型的正确性。最后加工出试验样机,并完成定位精度分析实验。论文所研究的这些内容为后期机构的控制和完善设计工作奠定了理论基础。 |
| 作者： | 王少兴 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 王昕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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