動力和操縱控制系統(tǒng)的方案設計(編輯修改稿)
2025-06-21 18:16 本頁面
【文章內容簡介】 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)是人與機械直接聯(lián)系的閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng) 68 二、操縱系統(tǒng)的功能 功能 ：實現(xiàn)信號的轉換，即把操作者施加于機械的信號，經過轉換傳遞到執(zhí)行系統(tǒng)，以實現(xiàn)機械的啟動、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)反饋準確迅速且具有可調性 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 機械式操縱系統(tǒng)：傳動件全部是機械的 混合式操縱系統(tǒng)：加入液壓或氣壓助力器 單獨操縱系統(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)設計 1. 原理設計 2. 結構設計 3. 操縱件的造型設計 根據(jù)系統(tǒng)總體 設計要求 ，選擇操縱件、執(zhí)行件和傳動機構的方案，確定主要設計參數(shù)及有關幾何尺寸。 在原理方案的基礎上，形成各個組成部分的形狀和尺寸。 在不同造型、不同功能的機器上，采用獨特的造型和風格，并與機械整體相協(xié)調。 71 操縱系統(tǒng)的主要參數(shù) 1. 操縱力 Fc： 操作者施加給機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時的位置，操縱件所具有的相應位移量， 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 操縱件的結構設計 1. 操縱件： 8 2. 執(zhí)行件： 1316 3. 傳動件： 13 4. 其它結構元件 73 操縱件的造型設計 (1) 旋紐 旋紐的造型應具有線條簡潔大方的形體 ， 要與機械造型的風格一致 ， 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 。 需要突出標記的旋鈕宜涂飽和度高 、 明亮度大的顏色 ， 如白 、 淺黃 、 淺藍 、 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簡單大方，有特殊操縱要求或起點綴作用的手輪內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。手柄和手輪應手感舒適，色質柔和，不宜過多地鍍亮鉻。 74 1. 經常操縱的操縱件中間位置和移動范圍應布置在最有利工作范圍內 操縱系統(tǒng)設計的人機工程學 由于在 “ 人 — 機 ” 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、反應遲緩、準確性差、記憶力有限和容易疲勞等弱點。所以，在 設計操縱系統(tǒng)時 ，就必須 依據(jù)人體功能特點和心理、生理規(guī)律來進行設計 ，使“ 人 — 機 ” 系統(tǒng)達到最佳配合狀態(tài)。 3. 設置安全保護裝置以保證系統(tǒng)的正常運行和人身安全 2. 結構件的結構造型應舒適并適應不同的操作情況 75 立勢操縱的工作范圍及操縱力設計 站立時手臂的活動范圍 陰影區(qū)：最有利的活動范圍 小圓弧：手臂的正?；顒臃秶? 大圓弧：手臂的最大可及范圍 76 坐勢操縱的工作范圍及操縱力設計 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計 坐勢下肢的活動范圍 a) 垂直面內下肢活動范圍 b) 水平面內下肢活動 c) 不同身材的下肢活動范圍 78 手動操縱件的結構造型 機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 。 設計手動操縱件時 ， 應 注意 以下幾點： 1) 設計手柄式操縱件時 ， 要 重視柄部的結構形狀和尺寸 。 由于手掌心肌肉最少 ， 為防止掌心用力過大而產生痙攣 ， 柄部結構應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；采用旋轉式操縱件時 ， 最好將旋紐上的手捏部分設計成一頭尖的形狀 ， 或標上醒目的標記 ， 用它來指明旋轉的刻度位置 。 由于電子技術的發(fā)展 ， 鍵盤式按鍵開關應用越來越多 。 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 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 ， 反應快且準確性高 。 4) 采用復合多功能操縱件 ， 可以在操作時手不離開操縱件而完成多種操縱任務 ， 且可節(jié)約操作空間 。 79 腳動操縱件的結構造型 腳動操縱件的結構型式 a) 踏板繞較遠的支點旋轉 b) 踏板平移 c) 踏板繞較近的指點旋轉，支點在前 d)踏板繞較遠的指點旋轉，支點在后 80 操縱環(huán)境的安全保護 (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 機械系統(tǒng)的干擾 、 操作者的干擾 和 自然環(huán)境的影響 。 機械系統(tǒng)的干擾來自被操作的機械或周圍的其他機械 。 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 操縱環(huán)境的安全保護主要是指對操縱環(huán)境的不安全因素采用必要的安全防護措施 ， 如有以下一些： 1) 在機械系統(tǒng)中 加裝保護裝置 ， 如在汽車拖拉機等室外行走機械上安裝駕駛室等 。 2) 提高操作者作業(yè) 環(huán)境的舒適性 。 3) 設置 指示和警報 裝置 。 81 操縱系統(tǒng)中的安全保護裝置 (1) 自鎖機構 自鎖機構是以一定的預壓力把操縱件 、 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壓力時 ， 操縱件或執(zhí)行件才會動作 。 (2) 互鎖機構 互鎖機構使操縱系統(tǒng)在進行一個操作動作時把另一個操作動作鎖住，從而避免機械發(fā)生不應有干涉，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。如車輛和機床等各類機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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