(全套dwg图纸)六自由度液压运动平台的自动控制设计(含毕业论文)







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缸筒A3.dwg
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缸头A4.dwg
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六自由度平台.DWG
六自由度液压运动平台的自动控制设计开题报告.doc
六自由度液压运动平台的自动控制设计说明书.doc
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液压缸装配图.dwg
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合理的平台结构是六自由度运动平台设计的基础,是保证实现性能指标的关键。
运动机构的设计,应保证平台工作过程中,出现人为的误操作和系统发生故障是,所有机械部件不得出现机械干涉现象。
为了使运动平台能够获得较大的位置变化,液压缸长度较大,这进步降低了活塞杆的稳定性。
因此设计时应优化布置运动机构的结构尺寸,使得液压缸的正常工作位置尽可能的短,提高平台安全性。
因此,优化各个参数,确定平台系统的几何尺寸参数如下上平台外圆直径.下平台外圆直径平台结构平台主要由下台基上运动台面个铰球铰或万向铰及个液压缸组成,其中液压缸通关铰以并联的方式将上运动台面和下台基连接起来,成为体,如图.所示。
这样的机构在并联式多自由度机械装置研究中又常常被称为平台。
电液比例方向阀控制液压油流量的大小方向,驱动六个液压缸沿缸长方向伸缩作线性移动。
通过六个液压缸的协调动作,上运动台面能够灵活地实现六个自由度的运动,三个线性移动及三个转动,即个刚体在空间的全自由度运动。
因此,六自由度平台也可以看作是种并联式的机器人。
图.为实验室样子实物图。
图.平台结构示意图图.实验室平台样机.平台驱动方式六自由度运动平台的驱动方式在很大程度上决定了运动系统的承载能力运动精度快速性等性能指标,也是运动系统中关键技术之。
通常并联式机构的驱动方式主要有电动气动和液压三种基本方式,从理论上讲,用电气气动和液压这三种动力系统都可以,但每种系统都有其各自的优缺点,因而各有其最为适合的承载范围。
对于电动系统来说,电动机启动容易且可设计成低转动惯量,加减速特性都很好,但要获得大的功率输出,电动机的质量和体积都较大。
由于电气传动和其他形式相比,在高速高精度小型节能方面更能满足并联式机构驱动的要求,因而在轻载情况下,国外的并联式机构多采用电气传动。
气动系统以空气作为介质,响应速度较快,且空气可直接从大气中获得,又可排放到大气中去,不需要回流系统,与液压系统相比,其系统构成简单价格便宜,但其工作压力低,因而承载能力低,定位刚度低。
工作载荷在几百牛顿是,气动系统最为有效。
液压传动从动力性能方面看占有很大优势,个体积与能搬送载荷的气动或电气系统相当的液压系统,就可搬送的载荷,而且还有气动和电气系统相当的精度和响应速度。
另方面,液压系统的油液能起到对运动部件润滑的作用,并通过油液的流动把热量带走,实现系统的自冷却,以延长元件和系统的使用寿命。
采用液压驱动机构还可得到很大的速度范围,其低速特性比电动机要好,当液压执行器泄漏较小时,液压弹簧刚度大,因而闭环系统的定位刚度较大,位置误差较小。
另外,利用液压系统的继承回路可以把液压系统设计的相当紧凑,减少系统所占空间。
综上所述,由于此次研究的六自由度并联驱动平台的有效载荷为.吨左右,所以在其驱动方式上采用动力性能好的液压驱动方式,不仅可以满足功率和控制精度的要求,而且从结构上看,平台的六个液压缸的伸缩控制由六个液压阀来实现,液压阀是直线位移式驱动机构,它们的运动与杆件所要求的运动相吻合,结构非常简单。
此次平台采用了直接驱动方式,避免了间接驱动给机构的控制所带来的麻烦,易获得较好的控制性能。
若采用直流电动机驱动,不仅由于负载大使电动机本身结构加大,而且还需要减速装置和套旋转直线位移转换装置,使系统结构复杂庞大,且难以控制。
因此,选用液压驱动方式。
液压缸设计.简介液压缸是液压系统中活塞杆作往复运动的工作机构。
其结构形式均为单活塞杆双作用耳环安装式。
主要用于工程机械运输机械矿山机械及车辆等的液压传动。
液压缸结构如下图.图.液压缸结构.液压缸的设计液压缸系统供油.液压缸最大推力缸的最大行程液压缸工作压力的确定液压缸的工作压力主要根据液压设备的类型来确定,对于不通用途的液压设备,由于工作条件不同,通常采用的压力范围也不同。
根据负载,查附表可知液压缸的工作压力为.,由附表确定液压缸的工作压力.。
液压缸缸筒内径的计算根据已知条件,工作最大负载,工作压力.可得液压缸内径和活塞杆直径的确定已知,.,.查表得,则故必须进行最小稳定速度的验算,要保证液压缸工作面积必须大于保证最小稳定速度的最小有效面积又式中流量阀的最小稳定流量,由设计要求给出。
液压缸的最小速度,由设计要求给出。
故查表取当时,保证了液压缸活塞杆直径的确定由已知条件查表取。
查表知,钢的屈服强度按强度条件校核所以符合要求。
液压缸壁厚的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。
液压缸的壁厚般指缸筒结构中最薄处的厚
