多自由度并聯(lián)式減振平臺(tái)的設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
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【正文】 2022 年 12 月2目 錄1 選題的背景和意義 ...........................................................32 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 .................................................4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..........................................................4 被動(dòng)座椅懸架 ........................................................4 半主動(dòng)座椅懸架 ......................................................6 主動(dòng)座椅懸架 ........................................................7 存在問(wèn)題 ................................................................93 課題研究的內(nèi)容與方法 .......................................................9 三維座椅減振平臺(tái)的主體結(jié)構(gòu) ..............................................9 三維座椅減振平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ...........................................10 機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 ...................................................10 位置逆解分析 .......................................................11 機(jī)構(gòu)的 Jacobian 矩陣分析 ...........................................11 三維座椅減振平臺(tái)的工作空間分析 .........................................11 三維座椅減振平臺(tái)的奇異位形分析 .........................................11 三維座椅減振平臺(tái)的靈巧度分析 ...........................................12 三維座椅減振平臺(tái)的尺寸優(yōu)化 .............................................12 三維座椅減振平臺(tái)的振動(dòng)分析 .............................................13 三維座椅減振平臺(tái)的阻尼控制系統(tǒng) .........................................144 預(yù)期成果 ..................................................................155 論文結(jié)構(gòu)安排 ..............................................................166 進(jìn)度安排 ..................................................................177 參考文獻(xiàn) ..................................................................1731 選題的背景和意義高強(qiáng)度的全身振動(dòng)會(huì)對(duì)人體的腰椎、脊柱、胃和腎臟等器官造成傷害，而最易遭受這種振動(dòng)傷害的是車輛的駕駛員。汽車在作業(yè)和行駛過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，致使駕駛員長(zhǎng)時(shí)間承受低頻(2～8Hz) 高強(qiáng)度的乘坐振動(dòng)，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。為了滿足這些標(biāo)準(zhǔn)中車輛乘坐舒適性提出的要求，改善駕駛員的乘坐環(huán)境，人們一直在嘗試從車輛的輪胎、底盤懸架、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、駕駛室懸置和座椅等各個(gè)環(huán)節(jié)尋找解決問(wèn)題的方案。但綜合考慮其它因素，這種方法在實(shí)際中并不可?。阂?yàn)檩喬鈮旱慕档蜁?huì)增大輪胎的變形，導(dǎo)致輪胎滾動(dòng)阻力增加，在輪胎內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量，從而降低輪胎的使用壽命。對(duì)車輛的駕駛員來(lái)說(shuō)，振動(dòng)傷害主要來(lái)自粗糙地面引起的低頻大振幅振動(dòng)，而不是由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高頻振動(dòng)。國(guó)內(nèi)外在這方面的嘗試一直沒(méi)有停止過(guò)，并已有部分研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。上述技術(shù)方案對(duì)改善車輛的乘坐舒適性具有顯而易見(jiàn)的效果，但其是以高成本為代價(jià)的。比較而言，4采用座椅懸架提高車輛的乘坐舒適性是最為簡(jiǎn)單直接和經(jīng)濟(jì)的方法。2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀車輛在行駛過(guò)程中由于路面不平引起上下顛簸，在制動(dòng)時(shí)引起車體前后振動(dòng), 在汽車拐彎轉(zhuǎn)向時(shí)引起車體左右振動(dòng)，這些振動(dòng)綜合起來(lái)可視為三維 x 、y、z 方向的振動(dòng)。還有一種救護(hù)車用三維防振架，采用機(jī)械多層單自由度減振裝置，分層各自實(shí)現(xiàn)獨(dú)立方向的減振，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜由于并聯(lián)機(jī)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(jī)構(gòu)平臺(tái)受到多維振動(dòng)激勵(lì)，在并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)輸入的原動(dòng)件處裝配可控的彈性阻尼減振系統(tǒng)，整個(gè)機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)多方向的多自由度減振效果。近年來(lái)基于 Stewart 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的 6 自由度振動(dòng)控制研究比較活躍，但針對(duì)少自由度的多維減振研究較少，對(duì)于車載座椅等少于六維的空間耦合振動(dòng)，若采用上述裝置則顯得裝置復(fù)雜、成本高，且會(huì)導(dǎo)致多余的非期望振動(dòng)出現(xiàn)，為此，必須研究按實(shí)際所需減振維數(shù)的多維減振裝置。研究表明: 座椅的共振頻率一般在 2 ~ 4 H z 左右，人體的振動(dòng)響應(yīng)分布在低頻 30 Hz 以下，4~ 8 Hz 是人體對(duì)垂直方向振動(dòng)的最敏感區(qū)域，此時(shí)身體各部分容易產(chǎn)生共振。無(wú)論是被動(dòng)、主動(dòng)、半主動(dòng)型座椅懸架都是按照上述原則設(shè)計(jì)和控制。 被動(dòng)座椅懸架被動(dòng)座椅懸架如圖 1 所示，其內(nèi)部無(wú)能源供給裝置，其彈性和阻尼系數(shù)按經(jīng)驗(yàn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定，參數(shù)確定后不隨外部狀態(tài)而變化。已有研究包括對(duì)拖拉機(jī)、工程機(jī)械、貨車等車輛的被動(dòng)座椅懸架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、分析、測(cè)試和評(píng)價(jià)，把懸架剛度設(shè)計(jì)成非線性彈性特性以彌補(bǔ)線性特性的缺陷， 增加適應(yīng)能力。具有代表性的非線性彈性特性實(shí)現(xiàn)方法有：采用變螺距、變
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