题目：便携式电动绳索升降器的系统设计与研究

便携式电动绳索升降器是由特殊抓绳轮系、高能量密度直流电机、大功率电池、控制电路及相应的控制软件组成的机电一体化设备，该设备可实现自身及其携带负载的沿绳索的可控升降运动。

论文以便携式电动绳索升降器系统作为研究对象。针对现有绳索升降器产品的功能及要求，提出了原理样机的设计指标。在对提升机理分析的基础上，设计了绳索升降器原理样机模型，包括机械系统设计和控制系统设计。最后，通过试验验证设计技术指标。研究内容主要包括：

1.提升机理研究。研究了基于传统摩擦传动的提升方式，分析了该传动方式的有效提升条件；在此基础上，提出了基于摩擦与弹性啮合耦合的提升方式，并通过分析该方式的驱动-负载关系，得出了该方式的有效提升条件。最后进行了提升动力学分析，推导出了系统的升降运动方程。

2.机械系统设计，主要包括执行单元、驱动单元、电源单元及电控单元的设计。在结构设计的基础上对系统的平衡性进行分析，总结出了系统的稳定性条件。最后，对主要结构进行了有限元强度分析。

3. 电机拖动控制系统的硬件及软件系统设计。其中，硬件系统设计包括电源管理、手动控制、无线通讯、电机控制、急停制动及主芯片等六大模块的设计。

4.原理样机性能测试。对绳索升降器的抓绳轮进行了挂载能力试验，并根据试验结果优化设计了抓绳轮结构；在此基础上进行原理样机试验，完成了绳索升降器的手动控制升降试验、遥控升降试验和手动机械下降试验等，通过实验数据分析，原理样机的功能及性能指标均达到了设计要求。