【正文】 運輸機械、礦山機械及車輛等的液壓傳動。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 3 液壓缸設(shè)計 簡介 液壓缸是液壓系統(tǒng)中活塞桿作往復(fù)運動的工作機構(gòu)。若采用直流電動機驅(qū)動，不僅由于負(fù)載大使電動機本身結(jié)構(gòu)加大，而且還需要減速裝置和一套旋轉(zhuǎn)直線位移轉(zhuǎn)換裝置，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，且難以控制。 綜上所述，由于此次研究的六自由度并聯(lián)驅(qū)動平臺的有效載荷為 噸左右，所以在其驅(qū)動方式上采用動力性能好的液壓驅(qū)動方式，不僅可以滿足功率和控制精度的要求，而且從結(jié)構(gòu) 上看，平臺的六個液壓缸的伸縮控制由六個液壓閥來實現(xiàn)，液壓閥是直線位移式驅(qū)動機構(gòu)，它們的運動與桿件所要求的運動相吻合，結(jié)構(gòu)非常簡單。采用液壓驅(qū)動機構(gòu)還可得到很大的速度范圍，其低速特性比電動機要好，當(dāng)液壓執(zhí)行器泄漏較小時，液壓彈簧剛度大，因而閉環(huán)系統(tǒng)的定位剛度較大，位置誤差較小。 液壓傳動從動力性能方面看占有很大優(yōu)勢，一個體積與能搬送 14~24Kg 載荷的氣動或電氣系統(tǒng)相當(dāng)?shù)囊簤合到y(tǒng)，就可搬送 120~140Kg 的載荷，而且還有氣動和電氣系統(tǒng)相當(dāng)?shù)木群晚憫?yīng)速度。 氣動系統(tǒng)以空氣作為介質(zhì)，響應(yīng)速度較快，且空氣可直接從大氣中獲得，又可排放到大氣中去，不需要回流系統(tǒng)，與液壓系統(tǒng)相比，其系統(tǒng)構(gòu)成簡單、價格便宜，但其工作壓力低，因而承載能力低，定位剛度低。 對于電動系統(tǒng)來說，電動機啟動容易且可設(shè)計成低轉(zhuǎn)動慣量，加減速特性都很好，但要獲得大的功率輸出，電動機的質(zhì)量和體積都較大。 圖 平臺結(jié)構(gòu)示意圖 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 圖 實驗室平臺樣機 平臺驅(qū)動方式 六自由度運動平臺的驅(qū)動方式在很大程度上決定了運動系統(tǒng)的承載能力、運動精度、快速性等性能指標(biāo)，也是運動系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)之一。因此，六自由度平臺也可以看作是一種并聯(lián)式的機器人。電液比例方向閥控制液壓油流量的大小、方向，驅(qū)動六個液壓缸沿缸長方向伸縮作線性移動。 因此，優(yōu)化各 個參數(shù)，確定平臺系統(tǒng)的幾何尺寸參數(shù)如下： 上平臺外圓直徑： 下平臺外圓直徑： 平臺結(jié)構(gòu) 平臺主要由下臺基、上運動臺面、 12 個鉸（球鉸或萬向鉸）及 6 個液壓缸組成，其中液壓缸通關(guān)鉸以并聯(lián)的方式將上運動臺面和下臺基連接起來，成為一體，如圖 所示。為了使運動平臺能夠獲得較大的位置變化，液壓缸長度較大，這進一步降低了活塞桿的穩(wěn)定性。合理的平臺結(jié)構(gòu)是六自由度運動平臺設(shè)計的基礎(chǔ)，是保證實現(xiàn)性能指標(biāo)的關(guān)鍵。液壓系統(tǒng)主要由液壓油源和液壓伺服控制系統(tǒng)組成，主要用于為運動系統(tǒng)提供液壓油源和 驅(qū)動力。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 2 六自由度運動平臺本體結(jié)構(gòu)設(shè)計 六自由度平臺作為一種實驗設(shè)備，在地面物理仿真過程中起著重要作用。 課題主要研究內(nèi)容 通過查閱資料，了解國內(nèi)外多自由度運動平臺的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，根據(jù)相關(guān)資料設(shè)計六自由度運動平臺的結(jié)構(gòu) ，設(shè)計與其配套的液壓缸等零件。 總之 ,與國外相比 ,我國運動模擬器的研制工作起步較晚 ,以后由于種種原因又未能得到迅速發(fā)展 ,與國外的運動模擬技術(shù)相比還存在較大距離。 由國防科技大學(xué)和香港科技大學(xué)聯(lián)合研制的銀河一 2021 虛擬軸機床是一種并聯(lián)式六自由度機床，是由傳統(tǒng)并聯(lián)機床發(fā)展而來的 ,在保持原并聯(lián)機構(gòu)的諸多優(yōu)點 ,如高剛度 ,高精度和高的運動速度外 ,用變異機構(gòu)擴大了機床的運動范圍。另外天津大學(xué)與天津第一機床廠聯(lián)合研制了九桿三自由度并聯(lián)機床 Linapod，沈陽自動化所研制了五自由度并聯(lián)機床樣機，哈爾濱工 業(yè)大學(xué)和東北大學(xué)分別研制了以 Stewart 平臺為原型的 6DOF 并聯(lián)機床的樣機和帶有平行機構(gòu)的三自由度 Stewart并聯(lián)機床樣機 ,燕山大學(xué)也在這方面作了一些基礎(chǔ)性工作。 近幾年來我國的一些高等院校和科研院所也相繼投入人力物力。 1984年北京航空模擬器技術(shù)聯(lián)合開發(fā)公司按照航空部“七五”預(yù)研課題計劃 ,開始研制 6DOF 并聯(lián)式飛行模擬器 ,三年后研制成功。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國并聯(lián)機器人出現(xiàn)的較晚 ,起先出現(xiàn)在引進的 6DOF 飛行模擬器上。德國 Fraunhofer 機床和成型技術(shù)研究所開發(fā)的 6x 型機床適于模具的高速加工 ,其主要全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 技術(shù)參數(shù)為：工作臺： 630X630,X,Y,Z 行程均為 630mm,兩個轉(zhuǎn)動自由度范圍為 30186。、 90186。三桿結(jié)構(gòu)組件有 0186。其進給速度已達(dá) 90m/min,加速度已達(dá) 2g,主軸功率為 30~45KW,24,000~30,000r/min,采用瑞士IBAG 公司電主軸、 Siemens840D 數(shù)控系統(tǒng)和 Heidenhain 的測量系統(tǒng)。 10181。 50181。 虛擬軸數(shù)控并聯(lián)機床多用于虛擬軸六自由度數(shù)控機床 ,瑞典 Neos Robotics 公司則采用了并聯(lián)加串聯(lián)的方案 ,從低層次應(yīng)用做起 ,逐步積累經(jīng)驗和財 力 ,向高層次應(yīng)用發(fā)展 ,以及采用了三桿中央的中心管等正確的措施 ,其并聯(lián)機床產(chǎn)品早已進入實用至今已創(chuàng) 200 余臺的驚世銷售業(yè)績。瑞士技術(shù)院（ ETH）、機床與制造技術(shù)院 (IWF)和機器人院 (IFR)也聯(lián)合研制出了名為IWF 的 Hexaglide 虛擬軸機床。這可將低價的普通銑床升級為軸聯(lián)動銑床。 虛擬軸機床在國外己出現(xiàn)的型式就有數(shù)十種之多，如 6SPS 平臺式、 6SPS 球臺式、 6PSS立式、 6PSS 上置式等等 ,又有不同參數(shù)比例的變化。 Clavel 提出了并聯(lián)式三維移動機構(gòu)，即 DELTA 機器人 ,后來 Tsai 作了改進，發(fā)明了 Tsai 氏三維移動機構(gòu)，機構(gòu)簡單了許多。加拿大 Laval 大學(xué)用球面三自由 度并聯(lián)機器人研制出了靈巧眼。 隨著 6DOF 并聯(lián)機構(gòu)研究的深入 ,對于自由度少于六的空間并聯(lián)機構(gòu) (稱為少自由度機構(gòu) ),也引起許多學(xué)者的注意。近幾年來，六自由度平臺系統(tǒng)也被應(yīng)用到工業(yè)甚至娛樂場所，如美國 Ford 汽車公司研制的汽車行駛仿真器，美國 Ingersoll 機床公司生產(chǎn)的并聯(lián)機床，德國 Rexroth 公司為德 國奔馳汽車公司建造的大型汽車行駛模擬平臺等等。早期研制的六自由度平臺系統(tǒng)主要用于軍事目的，例如美國五十年代開始研制的搖擺模擬臺就用于裝各海軍。由于六自由度并聯(lián)機構(gòu)的優(yōu)點 ,可以預(yù)料到未來六自由度并聯(lián)機構(gòu)會廣泛應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。在民用領(lǐng)域方面的情況也是如此。美國于 20 世紀(jì) 40 年代就研制出了第一臺飛行模擬器。一艘先進戰(zhàn)艦造價昂貴 ,如果全部實裝訓(xùn)練不僅耗資巨大 ,同時也大大縮短了戰(zhàn)艦的壽命。按平臺的工作特性 ,可以分為兩個方面的應(yīng)用操作器和運動仿真。一個例子是用在眼科手術(shù)中 ,治療視網(wǎng)膜靜脈閉 ,另有一種微動雙指并聯(lián)機構(gòu) ,用于生物工程上的細(xì)微外科手術(shù)中的細(xì)胞操作。 1997 年意大利研制出具有六個自由度的 Turin 并聯(lián)機構(gòu)。 Hunt 應(yīng)用空間機構(gòu)自由度計算準(zhǔn)則及螺旋理論對 Stewart 機構(gòu)的機器人進行了機構(gòu)綜合研究 ,給出了多種 6DOF 的并聯(lián) 機構(gòu)的基本形式。 Stewart 機構(gòu)進一步的應(yīng)用范圍逐漸擴展到機床方面 ,即所謂的并聯(lián)機床 ,但不論是并聯(lián)機器人還是并聯(lián)機床 ,要實現(xiàn)運動精確伺服控制是非常困難的 ,主要難點在于 Stewart機構(gòu)在運動學(xué)、 動力學(xué)極其控制方面蘊涵的復(fù)雜性和全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 大量的計算。MacCallion和 Pham在 1979 年首次利用這種機構(gòu)設(shè)計出了用于裝配的機器人 ,從此拉開了并聯(lián)機器人研究的序幕 ,此后 Stewart 機構(gòu)又被稱為并聯(lián)機器人。此后 6DOF 并聯(lián)式運動平臺己趨向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)階段。到 70 年代初 ,美國 NASA 等研究中心公布了 6DOF 并聯(lián)式平臺的研究成果 ,相繼出現(xiàn)了 6DOF 并聯(lián)機構(gòu)運動平臺的飛行模擬器。 1965 年六自由度平臺是英國工程師 Stewart 于 1965 年在他的論文《 A Platform with 6 degrees freedom》中作為一種六軸并聯(lián)式空間機構(gòu)的設(shè)計提出的 ,稱為 Stewart 機構(gòu) [1]。因此深入研究六自由度平臺運動系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論對其關(guān)鍵技術(shù)進行理論分析和實驗研制出性能優(yōu)良能滿足各方面需求的平臺對提高我國的仿真技術(shù)水平增強國防實力具有重大的理論意義和實際應(yīng)用價值?？梢娪闷脚_在實驗室作運動模擬試驗具有明顯的節(jié)能性、安全性、可控性、無破壞性、經(jīng)濟性、可操作性和訓(xùn)練效率高等優(yōu)點對進行艦船運動模擬技術(shù)研究具有重要意義。該專用設(shè)備主要由機械運動系統(tǒng)、液壓伺服控制系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、信號采集處理系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)和各種安全保護裝置等組成可按試驗要求實現(xiàn)六個自由度的旋轉(zhuǎn)運動以及 這些自由度的復(fù)合運動以達(dá)到模擬艦船在海上的垂蕩、縱蕩、橫蕩、縱搖、橫搖和艏搖各種搖擺狀況的目的。 六自由度平臺國內(nèi)外研究狀況 ........................................................................................... 3 國外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................................ 3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 課題背景及意義 ................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。為平臺控制的進一步改進和完善奠定了基礎(chǔ)。由于六自由度運動平臺的研制，涉及機械、液壓、電氣、控制、計算機、傳感器，空間運動數(shù)學(xué)模型、實時信號傳輸處理、圖形顯示、動態(tài)仿真等等一系列高科技領(lǐng)域，因而六自由度運動平臺的研制變成了 高等院校、研究院所在液壓和控制領(lǐng)域水平的標(biāo)志性象征。 4．完善各個部分，撰寫設(shè)計說明書。 3．建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 ,使用 PID 控制方式提高系統(tǒng)的運動性能。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1．查閱資料，了解國內(nèi)外多自由度運動平臺的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動機床、靈巧機器人等。 其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 編號 無錫太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 六自由度液壓運動平臺的自動控制 信機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 學(xué) 號： 0923280 學(xué)生姓名： 賴?yán)ら? 指導(dǎo)教師： 龔常洪 （職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2021 年 5 月 25 日 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 六自由度液壓運動平臺的自動控制 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果 。有關(guān)觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻等的引用已在文中指出，并與參考文獻相對應(yīng)。 班 級： 機械 96 學(xué) 號： 0923280 作者姓名： 2021 年 5 月 25 日 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 無錫太湖學(xué)院 信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 題目 六自由度液壓運動平臺的自動控制 專題 二、課題來源及選題依據(jù) 六自由度運動平臺，由于有極為廣闊的應(yīng)用前景，六自由度運動平臺是由六支油缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成，下平臺固定在基礎(chǔ)