[发明专利]基于谐波减速机构的电动舵机设计方法

摘要

本发明提供了基于谐波减速机构的电动舵机设计方法，包括如下步骤：步骤1，构建舵系统控制原理框图和系统仿真模型图；步骤2，确定舵电机和减速机构的主要指标；步骤3，设计35.5型谐波减速器；步骤4，设计空心杯电机。本发明基于35.5型谐波减速器采用空心杯电机，主要完成了额定输出扭矩25Nm、额定角速率为120°/s±10°/s电动舵机的研制，包括电动舵机负载特性、动态特性的设计，舵机电缆的设计，35.5型谐波减速器的设计，空心杯电机的设计以及电动舵机的标定、测试技术以及电动舵机的装调、检测、各种试验等研究内容。

主权项

1.一种基于谐波减速机构的电动舵机设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，构建舵系统控制原理框图和系统仿真模型图，构建舵系统的控制原理框图并对舵系统进行模拟仿真；通过不断优化和匹配电动舵机与舵机控制器的各项参数，解决舵系统的动态特性；步骤2，确定舵电机和减速器的主要指标，确定出舵电机主要技术指标和减速器的减速方案以及减速模式，在此基础上再求出减速器的减速比范围，根据工程经验确定出最终的减速比；步骤3，设计35.5型谐波减速器，根据体积最小原则对减速比进行分配，减速比取100：1，锥齿轮的减速比取3：1；对锥齿轮进行调质处理，以获得粒状索氏体组织，通过调整锥齿轮的啮合状况来达到刚性齿轮减速器的传动精度；减速器采用2级减速，第一级为锥齿轮传动效率按95％计算，采用滚动轴承支撑传动效率按99％计算；第二级为谐波传动效率按80％计算，采用滚动轴承支撑传动效率按99％计算；减速器的传动效率为η＝0.95×0.99×0.8×0.99＝0.745；步骤4，设计空心杯电机的磁钢类型和转子形式；采用了钕铁硼磁钢和空心杯技术。