多自由度并聯(lián)式減振平臺的設(shè)計-免費閱讀
【正文】 2022 年 4 月中旬——5 月中旬 修改、調(diào)整畢業(yè)設(shè)計，進行排版。(2) 該減振平臺的工作空間均為靈活工作空間,可以滿足座椅空間三維的使用要求,并且在可達的工作空間內(nèi)無奇異位形。(2)執(zhí)行器系統(tǒng)的每一個座椅均配置一個執(zhí)行器(壓電式減震器)，以盡可能快地調(diào)節(jié)阻尼力的大小。系統(tǒng)根據(jù)各種運行條件，確定最優(yōu)阻尼力范圍，以改進駕乘舒適性和操縱穩(wěn)定性。以圖 6 所示的減振平臺的動平臺為研究對象,不計各桿件質(zhì)量,取 X = (xP,yP,zP)為廣義坐標(biāo),列出系統(tǒng)的運動微分方程。機構(gòu)的操作性能隨連桿尺寸的減小而增大,但在減小連桿尺寸的同時機構(gòu)的工作空間亦隨之減小。通過坐標(biāo)搜索,在機構(gòu)的可達工作空間內(nèi)計算其雅可比矩陣的條件數(shù)。因此有必要對并聯(lián)機構(gòu)的奇異位形做更深入的研究，以減少和消除奇異位形的影響，進一步提高并聯(lián)機構(gòu)的性能，促進并聯(lián)機構(gòu)的實用化和產(chǎn)品化的發(fā)展。由于該并聯(lián)機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)三維平動,故動平臺相對靜平臺的姿態(tài)是固定的,所以該并聯(lián)結(jié)構(gòu)的可達工作空間和靈活工作空間是重合的。 g 為運動副11數(shù)?？紤]機構(gòu)設(shè)計的對稱性, 3 個支鏈對稱布置,且結(jié)構(gòu)參數(shù)相同。目前來看半主動座椅懸架具有更好應(yīng)用前景， 但是其缺點是只采用單一變阻尼方法，采用剛度和阻尼聯(lián)合調(diào)節(jié)有可能會較大改善隔振效果。Johnson 則建立了一種用于減小駕駛員背部損傷的電液式主動式駕駛員座椅懸架系統(tǒng)。實驗測試表明該系統(tǒng)可以有效降低 40% 的振動和 49% 的沖擊。早在 1973 年, 美國的 Crosby 和 Karnopp 首先提出半主動懸架的概念。 被動座椅懸架被動座椅懸架如圖 1 所示，其內(nèi)部無能源供給裝置，其彈性和阻尼系數(shù)按經(jīng)驗或優(yōu)化設(shè)計的方法確定，參數(shù)確定后不隨外部狀態(tài)而變化。還有一種救護車用三維防振架，采用機械多層單自由度減振裝置，分層各自實現(xiàn)獨立方向的減振，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜由于并聯(lián)機構(gòu)是一種多輸入和多輸出的多自由度系統(tǒng)，假設(shè)并聯(lián)機構(gòu)平臺受到多維振動激勵，在并聯(lián)機構(gòu)運動輸入的原動件處裝配可控的彈性阻尼減振系統(tǒng)，整個機構(gòu)即可實現(xiàn)多方向的多自由度減振效果。國內(nèi)外在這方面的嘗試一直沒有停止過，并已有部分研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)實際。汽車在作業(yè)和行駛過程中產(chǎn)生強烈的振動，致使駕駛員長時間承受低頻(2～8Hz) 高強度的乘坐振動，從而引發(fā)脊椎畸變、胃病等職業(yè)性疾病，嚴(yán)重地?fù)p害駕駛員的身心健康，降低工作效率。采用發(fā)動機懸置對車輛乘坐舒適性的改善效果也不顯著。所以，深入研究駕駛員座椅懸架系統(tǒng)，采用切實可行的技術(shù)措施，隔離由于地面激勵而引起的通過車輛底盤和座椅傳遞到人體的振動，是提高車輛乘坐舒適性的一個重要而實際的課題。因此，提高座椅動態(tài)舒適性的原則就是合理地選擇( 或控制) 彈性和阻尼參數(shù)，避開人體最敏感頻段，同時盡量吸收振動能量。另外一種實現(xiàn)非線性彈性的方法是通過懸架機構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn), 德國 Grammer 公司 (其座椅懸架參見圖 2)、英國Bostrum 公司、我國河南科技大學(xué)等研究了用水平線性拉簧和凸輪、擠壓滾輪、曲面板配合, 借助機構(gòu)運動關(guān)系實現(xiàn)非線性彈性特性。圖 2 凸輪控制的非線性彈性座椅懸架7Carlson 等研究用于貨車座椅的可控磁流變液減振器，使座椅振幅降低程度最大達到 50%。另一種形式不用彈簧和固定阻尼,只采用可控力發(fā)生器連接。綜上所述，被動座椅懸架的研究集中在參數(shù)優(yōu)化和非線性彈性設(shè)計方面，主要通過調(diào)節(jié)彈性參數(shù)設(shè)定頻率來實現(xiàn)有效隔振，懸架參數(shù)不能實時調(diào)節(jié)，因此減振效果相對差些。因此如果能夠設(shè)計出一種可以完成多維隔振的減振裝置，能夠減弱多個方向的振動，那么這個裝置一定具有十分重要的研究意義及應(yīng)用前景。 機構(gòu)的自由度計算該機構(gòu)中,由于與動平臺相連的平行四桿機構(gòu)存在虛約束, 故計算自由度時應(yīng)去掉平行四桿中平行的桿及其兩端的兩個轉(zhuǎn)動副, 機構(gòu)的自由度計算采用Kut zbachGrubler 公式, 即??????6)1(dfgnMgi式中, d 為機構(gòu)階數(shù)。機器人的許多性能指標(biāo)如工作空間分析、可操作性度量、奇異性分析等都是通過 Jacobian 矩陣來分析計算的,同時它也是軌跡規(guī)劃、剛度和運動精度等的計算依據(jù)。由于受機構(gòu)運動和結(jié)構(gòu)安裝的限制,同時也考慮到機構(gòu)運動過程中連桿轉(zhuǎn)動角的影響,機構(gòu)中轉(zhuǎn)動副應(yīng)有一定的轉(zhuǎn)動范圍。由于并聯(lián)機構(gòu)的 Jacobian 矩陣是機構(gòu)位姿的函數(shù),Jacobian 矩陣的奇異性分析是非常復(fù)雜的,這里通過 MA TLAB 的工作空間搜索,直接尋求滿足 det [ J] = 0 的點 ,如果是在工作空間內(nèi)沒有找到 Jacobian 矩陣奇異的點,表明該并聯(lián)機構(gòu)在可達的工作空間中均不存在奇異點。隨著靜平臺半徑 R 的增大,平均條件數(shù)逐漸減小,機構(gòu)的操作靈活性增大,但同時機構(gòu)的總體尺寸亦隨之增大。15mm 左右的位移空間,平臺上下行程在 120~ 180mm 之間,下平臺直徑不超過 360mm,以方便車輛座椅的安裝。 三維座椅減振平臺的阻尼控制系統(tǒng)三維座椅減振平臺的阻尼控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同的駕駛條件選擇最優(yōu)化的懸架系統(tǒng)阻尼比(阻尼力)。則傳感器距路面高度 h 為：15圖 7 超聲波路面?zhèn)鞲衅鞴ぷ髟鞢th21?式中，t 為發(fā)射到接收的時間；C 為聲波速度。(3)控制系統(tǒng)控制單元可以根據(jù)汽車低頻部件和高頻部件振動幅值的大小，判斷路面條件，以選擇合適的阻尼力控制模式。第五章 結(jié)語（2 頁）17第六章 參考文獻（2 頁）工作量：整體結(jié)構(gòu)圖 A0 一張、單鏈結(jié)構(gòu)圖 A0 一張、電路圖 A0 一張、阻尼器結(jié)構(gòu) A1 一張、論文一篇（60 頁）6 進度安排2022 年 12 月——2022 年 2 月 學(xué)校圖書館和互聯(lián)網(wǎng)上查詢并收集有關(guān)的資料查閱資料 ，了解多自由度并聯(lián)式減振平臺的相關(guān)知識，對課題有初步的了解。 2022 年 5 月底 進行答辯。5 論文結(jié)構(gòu)安排第一章 緒論（5 頁）（1）課題的研究目的和意義；（2）課題的研究背景和當(dāng)前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；第二章 整體思路（2 頁）課題的整體研究思路，需要用的方法，對論文的整體論述。當(dāng)高電壓(500V)加在壓電執(zhí)行器兩端時，5ms 時間內(nèi)該執(zhí)行器可膨脹約 50um。該傳感器包括一個發(fā)射器和一個接收器。在示波器中可求得動平臺加速度響應(yīng)。取工作平面的平均條件數(shù)最小為目標(biāo)函數(shù),以一定的工作空間和結(jié)構(gòu)尺寸( R、r)為約束條件,同時考慮到
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1