動力和操縱控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-06-21 18:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 上的作用力傳遞給執(zhí)行件； 4. 輔助元件 ：保證操縱系統(tǒng)安全的元件。 操縱系統(tǒng)是人與機(jī)械直接聯(lián)系的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 68 二、操縱系統(tǒng)的功能 功能 ：實(shí)現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換，即把操作者施加于機(jī)械的信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換傳遞到執(zhí)行系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械的啟動、停止、制動、換向、變速和變力等目的。 基本要求 ： 1. 操縱靈活、輕便省力 2. 操縱件定位可靠 3. 系統(tǒng)反饋準(zhǔn)確迅速且具有可調(diào)性 4. 操縱方便舒適 5. 操縱安全可靠 69 三、操縱系統(tǒng)的分類 1. 按操縱系統(tǒng)的驅(qū)動方式分類 2. 按操縱系統(tǒng)的傳動方式分類 3. 按一個操縱件控制的執(zhí)行件數(shù)目分類 人力操縱系統(tǒng)：所需的作用力和能量全部由操作者提供 助力操縱系統(tǒng)：利用機(jī)械系統(tǒng)中儲備的能量幫助人力操縱 液壓操縱系統(tǒng)：所需的作用力和能量由液壓系統(tǒng)提供 氣壓操縱系統(tǒng)：所需的作用力和能量由氣壓系統(tǒng)提供 機(jī)械式操縱系統(tǒng)：傳動件全部是機(jī)械的 混合式操縱系統(tǒng)：加入液壓或氣壓助力器 單獨(dú)操縱系統(tǒng)：一個操縱件只操縱一個執(zhí)行件 集中操縱系統(tǒng)：一個操縱件可操縱多個執(zhí)行件 此外：手動、腳動、遙控操作系統(tǒng) 70 操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1. 原理設(shè)計(jì) 2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3. 操縱件的造型設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)總體 設(shè)計(jì)要求 ，選擇操縱件、執(zhí)行件和傳動機(jī)構(gòu)的方案，確定主要設(shè)計(jì)參數(shù)及有關(guān)幾何尺寸。 在原理方案的基礎(chǔ)上，形成各個組成部分的形狀和尺寸。 在不同造型、不同功能的機(jī)器上，采用獨(dú)特的造型和風(fēng)格，并與機(jī)械整體相協(xié)調(diào)。 71 操縱系統(tǒng)的主要參數(shù) 1. 操縱力 Fc： 操作者施加給機(jī)器操縱件的最大作用力，取決于執(zhí)行件的工作阻力 Fz和操縱系統(tǒng)的傳動比 181。c ,?= ~ 。 2. 操縱行程 Sc： 執(zhí)行件從初始位置移動到完成操縱任務(wù)時的位置，操縱件所具有的相應(yīng)位移量， Sz執(zhí)行件行程。 3. 傳動比 uc： 傳動件主動力臂與從動力臂之比。 czc uFF??zcc sus ?cpzc LLu ?72 操縱件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 操縱件： 8 2. 執(zhí)行件： 1316 3. 傳動件： 13 4. 其它結(jié)構(gòu)元件 73 操縱件的造型設(shè)計(jì) (1) 旋紐 旋紐的造型應(yīng)具有線條簡潔大方的形體 ， 要與機(jī)械造型的風(fēng)格一致 ， 顏色以素雅為宜 (除特殊規(guī)定外 )，多用黑色 、 金屬灰色或乳白色 。 需要突出標(biāo)記的旋鈕宜涂飽和度高 、 明亮度大的顏色 ， 如白 、 淺黃 、 淺藍(lán) 、 朱紅 、 黑色等 。 (2) 手柄和手輪 手柄和手輪的斷面形狀和線條應(yīng)簡單大方，有特殊操縱要求或起點(diǎn)綴作用的手輪內(nèi)壁涂鮮明醒目的顏色。手柄端部裝上有顏色的塑料球頭或把手，以引人注目。手柄和手輪應(yīng)手感舒適，色質(zhì)柔和，不宜過多地鍍亮鉻。 74 1. 經(jīng)常操縱的操縱件中間位置和移動范圍應(yīng)布置在最有利工作范圍內(nèi) 操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué) 由于在 “ 人 — 機(jī) ” 系統(tǒng)中起決定性作用的是人，而人又常常存在著體力不足、反應(yīng)遲緩、準(zhǔn)確性差、記憶力有限和容易疲勞等弱點(diǎn)。所以，在 設(shè)計(jì)操縱系統(tǒng)時 ，就必須 依據(jù)人體功能特點(diǎn)和心理、生理規(guī)律來進(jìn)行設(shè)計(jì) ，使“ 人 — 機(jī) ” 系統(tǒng)達(dá)到最佳配合狀態(tài)。 3. 設(shè)置安全保護(hù)裝置以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行和人身安全 2. 結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)造型應(yīng)舒適并適應(yīng)不同的操作情況 75 立勢操縱的工作范圍及操縱力設(shè)計(jì) 站立時手臂的活動范圍 陰影區(qū)：最有利的活動范圍 小圓?。菏直鄣恼；顒臃秶? 大圓?。菏直鄣淖畲罂杉胺秶? 76 坐勢操縱的工作范圍及操縱力設(shè)計(jì) 一般坐勢操縱的工作范圍和視力范圍 77 坐勢操縱的工作范圍及操縱力設(shè)計(jì) 坐勢下肢的活動范圍 a) 垂直面內(nèi)下肢活動范圍 b) 水平面內(nèi)下肢活動 c) 不同身材的下肢活動范圍 78 手動操縱件的結(jié)構(gòu)造型 機(jī)械操縱件以手動操縱為多 。 目前常用的手動操縱件有手柄 、 手輪 、 旋紐和按鍵等 。 設(shè)計(jì)手動操縱件時 ， 應(yīng) 注意 以下幾點(diǎn)： 1) 設(shè)計(jì)手柄式操縱件時 ， 要 重視柄部的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 。 由于手掌心肌肉最少 ， 為防止掌心用力過大而產(chǎn)生痙攣 ， 柄部結(jié)構(gòu)應(yīng)壁免手掌與柄部完全貼合 。 2) 為了 便于識別和記憶 。 各操縱件最好采用不同形狀的柄部或者不同顏色的按鈕；采用旋轉(zhuǎn)式操縱件時 ， 最好將旋紐上的手捏部分設(shè)計(jì)成一頭尖的形狀 ， 或標(biāo)上醒目的標(biāo)記 ， 用它來指明旋轉(zhuǎn)的刻度位置 。 由于電子技術(shù)的發(fā)展 ， 鍵盤式按鍵開關(guān)應(yīng)用越來越多 。 在按鍵上可注上文字或圖形 ， 便于識別和記憶 。 3) 鍵盤式按鍵開關(guān) 占用空間小 ， 操作時視野范圍集中 ， 手的活動范圍小 ， 操作省力 ， 反應(yīng)快且準(zhǔn)確性高 。 4) 采用復(fù)合多功能操縱件 ， 可以在操作時手不離開操縱件而完成多種操縱任務(wù) ， 且可節(jié)約操作空間 。 79 腳動操縱件的結(jié)構(gòu)造型 腳動操縱件的結(jié)構(gòu)型式 a) 踏板繞較遠(yuǎn)的支點(diǎn)旋轉(zhuǎn) b) 踏板平移 c) 踏板繞較近的指點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，支點(diǎn)在前 d)踏板繞較遠(yuǎn)的指點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，支點(diǎn)在后 80 操縱環(huán)境的安全保護(hù) (1) 操縱環(huán)境的 不安全因素 造成操縱失誤的環(huán)境因素有 機(jī)械系統(tǒng)的干擾 、 操作者的干擾 和 自然環(huán)境的影響 。 機(jī)械系統(tǒng)的干擾來自被操作的機(jī)械或周圍的其他機(jī)械 。 如振動 、噪聲 、 粉塵 、 油污等 。 自然環(huán)境的干擾如溫度 、 濕度 、 粉塵對操作安全性影響很大 ， 尤其是室外作業(yè)的機(jī)械 。 來自操縱者的不安全因素包括人體健康 、 心情 、 情緒以及由此而造成的生理和心理的不良變化 。 (2) 操縱環(huán)境的 安全保護(hù) 操縱環(huán)境的安全保護(hù)主要是指對操縱環(huán)境的不安全因素采用必要的安全防護(hù)措施 ， 如有以下一些： 1) 在機(jī)械系統(tǒng)中 加裝保護(hù)裝置 ， 如在汽車拖拉機(jī)等室外行走機(jī)械上安裝駕駛室等 。 2) 提高操作者作業(yè) 環(huán)境的舒適性 。 3) 設(shè)置 指示和警報 裝置 。 81 操縱系統(tǒng)中的安全保護(hù)裝置 (1) 自鎖機(jī)構(gòu) 自鎖機(jī)構(gòu)是以一定的預(yù)壓力把操縱件 、 執(zhí)行件和中間的某傳動件固定在規(guī)定的位置上 ， 只有所施加的操縱力大于這個預(yù)壓力時 ， 操縱件或執(zhí)行件才會動作 。 (2) 互鎖機(jī)構(gòu) 互鎖機(jī)構(gòu)使操縱系統(tǒng)在進(jìn)行一個操作動作時把另一個操作動作鎖住，從而避免機(jī)械發(fā)生不應(yīng)有干涉，保證在前一執(zhí)行件的動作完成后才可使另一執(zhí)行件動作。如車輛和機(jī)床等各類機(jī)械的變速箱中不會同時掛兩個檔；在離合器和制動
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