【正文】 圖 2T1R 三 自由度運(yùn)動平臺結(jié)構(gòu) 簡圖 三 自由度運(yùn)動平臺作為并聯(lián)閉式機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)一般相對串聯(lián)開環(huán)機(jī)構(gòu) 而言。 三 自由度運(yùn)動平臺及其特點(diǎn) 并聯(lián) 三 自由度平臺主要有三部分，其 中包括 一是一個(gè)基準(zhǔn)平臺即一個(gè)固定不動的靜平臺， 還有就 是 三 條可變長度的支腿，支腿的結(jié)構(gòu)形式一般為液壓驅(qū)動的伺服缸或電能驅(qū)動的滾珠絲杠式電缸， 再有就 是隨支腿伸縮變化而運(yùn)動的終端平臺，該平臺即具有所謂的 三個(gè) 自由度。 我國學(xué)者在這一方面已經(jīng)做了許多工作，如黃真 教授在 1995 年 IEEE 會議上提出了一種三自由度立方形運(yùn)動平臺機(jī)構(gòu)； 1996 年他又提出了數(shù)種新型的三自由度角臺機(jī)構(gòu)，如 3CS、 3PRS 及 3PSP 機(jī)構(gòu)等；近年來他又提出了并聯(lián) 3自由度轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu) 3RRRH、 3RRRP 及 3RRC等幾種機(jī)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上它們都較以前簡化了許多，且都具有良好的應(yīng)用前景。 1983 年 Hunt 提出三自由度的 3RPS 空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由上下平臺和 3個(gè) RPS 分支構(gòu)成，如圖 15所示。 裝載機(jī)模擬器并聯(lián)三自由度運(yùn)動平 臺 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 3 三自由度運(yùn)動平臺國內(nèi)外研究狀況 三自由度的運(yùn)動平臺是運(yùn)動平臺中很有實(shí)用前景的一類，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)工程應(yīng)用中，三個(gè)自由度的運(yùn)動就已經(jīng)滿足要求，而使用傳統(tǒng)的六自由度機(jī)構(gòu)則 反而增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和控制難度，因而三自由度運(yùn)動平臺在運(yùn)動仿真、并裝載機(jī)模擬器并聯(lián)三自由度運(yùn)動平 臺 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 4 聯(lián)機(jī)床、微動機(jī)器人、激光對準(zhǔn) 等方面有著良好的應(yīng)用前景。這種機(jī)構(gòu)類型既不像簡單的單自由度機(jī)構(gòu)運(yùn)動的確定性是肯定的，也不像六自由度機(jī)構(gòu)運(yùn)動可以完全任意給 定。近年來，六自由度運(yùn)動平臺研究日趨成熟。早在 1931 年， Gwint 在其專利中提出了一種基于球面并聯(lián)機(jī)器人的娛樂裝置，如圖 11所示； 1940 年 Pollard 在其專利中提出了一種空間工業(yè)運(yùn)動平臺，用于汽車噴漆，如圖 12 所示； 6 自由度平臺是 Gough 在 1949 年設(shè)計(jì)出來的，用于輪胎的檢測，如圖 13 所示。其本質(zhì)是由多個(gè)運(yùn)動鏈的一端同時(shí)與一個(gè)具有多個(gè)自由度的末端操作器相連接而構(gòu)成的空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)。首先，本設(shè)計(jì)基于空間運(yùn) 動機(jī)構(gòu)的相關(guān)理論，確定一種能實(shí)現(xiàn) 2R1T 三自由度的運(yùn)動平臺機(jī)構(gòu)，然后，根據(jù)一系列要求確定出平臺各部分的尺寸。三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)所具有的運(yùn)動特性以及少自由度并聯(lián)機(jī)器人具有驅(qū)動元件少，費(fèi)用低，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中具有很高的實(shí)用價(jià)值。 并聯(lián)機(jī)器人具有剛度大，承載能力強(qiáng)，運(yùn)動精度高以及運(yùn)動逆解簡單等許多串聯(lián)機(jī)器人所沒有的特點(diǎn)，近年來引起許多機(jī)器研究者的高度重視。它可令學(xué)員盡快掌握理論知識和基本操作技能，使學(xué)員的心理素質(zhì)和應(yīng)激能力得到綜合訓(xùn)練；節(jié)省實(shí)際上機(jī)訓(xùn)練時(shí)間，減少學(xué)員真機(jī)訓(xùn)練時(shí)的意外事故。然而，由于裝載機(jī)的工況復(fù)雜、駕駛裝載機(jī)要兼顧工作裝置的狀態(tài)以及車身的狀態(tài)、同時(shí)工作過程具有一定的危險(xiǎn)性，使得培訓(xùn)一名合格的裝載機(jī)駕駛員成本巨大、困難重重。 structural design。 training machines actually save time, reduce accidents trainees real machine during simulator small footprint, low energy consumption, environmental constraints but it can not simulate any extreme conditions, effectively reducing the human, material and financial burden of the daily operation of the loader driver training, improve training efficiency, saving training costs . As the threeDOF platform can provide the necessary main dynamic driving simulation effects, coupled with fewer joints driven, cost advantages, in the driving simulator and more widely, this paper is the performance of a certain type of loader simulator motion platform based on target, for three degrees of freedom platform , the design is based on the theory of space motion mechanism to determine a three degree of freedom to achieve 2R1T motion platform bodies, and then, according to a series of requirements to determine the size of each part of the platform. Keywords: Loader simulator。首先，本設(shè)計(jì)基于空間運(yùn)動機(jī)構(gòu)的相關(guān)理論，確定一種能實(shí)現(xiàn) 2R1T 三自由度的運(yùn)動平臺機(jī)構(gòu)，然后，根據(jù)一系列要求確定出平臺各部分的尺寸。裝載機(jī)模 擬器占地小、耗能低、不受環(huán)境制約卻可模擬任何極端工況，有效減輕了裝載機(jī)駕駛員培訓(xùn)時(shí)日常運(yùn)作的人力、物力及財(cái)力負(fù)擔(dān)，提高培訓(xùn)效率、節(jié)約培訓(xùn)成本。設(shè)計(jì)一種裝載機(jī)模擬器，可以解決在培訓(xùn)裝載機(jī)駕駛員過程中的諸多問題。裝載機(jī)模擬器并聯(lián)三自由度運(yùn)動 平臺 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） I 摘要 隨著社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，城市規(guī)劃及建設(shè)的進(jìn)程日益加快，裝載機(jī)是工程建設(shè)中必不可少的工程機(jī)械，隨著裝載機(jī)需求的增加，裝載機(jī)駕駛員的需求量也在增加。然而，由于裝載機(jī)的工況復(fù)雜、駕駛裝載機(jī)要兼顧工作裝置的狀態(tài)以及車身的狀態(tài)、同時(shí)工作過程具有一定的危險(xiǎn)性，使得培訓(xùn)一名合格的裝載機(jī)駕駛員成本巨大、困難重重。它可令學(xué)員盡快掌握理論知識和基本操作技能，使學(xué)員的心理素質(zhì)和應(yīng)激能力得到綜合訓(xùn)練；節(jié)省實(shí)際上機(jī)訓(xùn)練時(shí)間，減少學(xué)員真機(jī)訓(xùn)練時(shí)的意外事故。 由于三自由度平臺可以提供駕駛模擬所需的主要?jiǎng)痈刑匦?，加之?qū)動關(guān)節(jié)少，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在駕駛模擬器中的應(yīng)用越來越廣泛，本文即根據(jù)某型裝載機(jī)模擬器運(yùn)動平臺的性能指標(biāo)要求，對三自由度平臺進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ： 裝載機(jī)模擬器 ； 三自由度平臺 ； 結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) ； 尺寸 II Abstract With the rapid social and economic development, urban planning and construction process is accelerating,Loader is essential engineering construction machinery, With increasing demand loader, loader driver demand is also increasing. However, due to the plex conditions loader, loader driver to take into account the state of the work of the state apparatus and the body, while the working process with a certain degree of risk, so that a qualified loader driver training cost is huge, design a loader simulator training loader driver can solve many problems in the process. It will enable students to acquire the theoretical knowledge and basic skills as quickly as possible, so that students of psychological and stress ability to get prehensive training。 three DOF platform。 Dimension 裝載機(jī)模擬器并聯(lián)三自由度運(yùn)動 平臺 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 目 錄 摘要 ................................................... I Abstract .............................................. II 第 1 章 緒論 ........................................... 1 課程設(shè)計(jì)名稱 ..................................... 1 課題背景 ......................................... 1 運(yùn)動平臺 平臺國內(nèi)外 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 .............. 4 三 自由度運(yùn)動平臺及其特點(diǎn) .......................... 6 研究內(nèi)容 ......................................... 7 第 2 章 三自由度運(yùn)動 平臺結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) .................. 8 設(shè)計(jì)要求 ......................................... 8 運(yùn)動平臺結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) ........................... 9 三 自由度運(yùn)動平臺受力分析 ......................... 22 .液壓缸主要參數(shù)設(shè)計(jì) ............................. 23 液壓筒設(shè)計(jì) ...................................... 26 裝載機(jī)模擬器并聯(lián)三自由度運(yùn)動 平臺 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 缸底和缸蓋設(shè)計(jì) .................................. 27 油口設(shè)計(jì) ........................................ 28 活塞組件設(shè) 計(jì) .................................... 28 緩沖和排氣裝置 .................................. 30 第 3 章 結(jié)論與展望 全文總結(jié) ........................................ 34 課題展望 ........................................ 34 致謝 .................................................. 36 參考文獻(xiàn) .............................................. 38 附錄 .................................................. 42 裝載機(jī)模擬器并聯(lián)三自由度運(yùn)動平 臺 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 1 第 1章 緒論 課程設(shè)計(jì)名稱 裝載機(jī)模擬器并聯(lián)三自由度運(yùn)動平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課題背景 隨著社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，城市規(guī)劃及建設(shè)的進(jìn)程日益加快，裝載機(jī)是工程建設(shè)中必不可少的工程機(jī)械，隨著裝載機(jī)需求的增加，裝載機(jī)駕駛員的需求量也在增加。設(shè)計(jì)一種裝載機(jī)模擬器，可以解決在培訓(xùn)裝載機(jī) 駕駛員過程中的諸多問題。裝載機(jī)模擬器占地小、耗能低、不受環(huán)境制約卻可模擬任何極端工況，有效減輕了裝載機(jī)駕駛員培訓(xùn)時(shí)日常運(yùn)作的人力、物力及財(cái)力負(fù)擔(dān)，提高培訓(xùn)效率、節(jié)約培訓(xùn)成本。在過去幾十年中，許多研究工作者提出了多種形式的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，但大多數(shù)研究工作主要 集中在六自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，雖然也提出了某些三自由度，但由于現(xiàn)在的三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)中，缺乏把轉(zhuǎn)動和移動結(jié)合起來的空間，因此三自由度機(jī)構(gòu)很難在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 由于三自由度平臺可以提供駕駛模擬所需的主要?jiǎng)痈刑匦?，加之?qū)動關(guān)節(jié)少，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在駕駛模擬器中的應(yīng)用越來越裝載機(jī)模擬器并聯(lián)三自由度運(yùn)動平 臺 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 2 廣泛，本文即根據(jù)某型裝載機(jī)模擬器運(yùn)動平臺的性能指標(biāo)要求，對三自由度平臺進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 運(yùn)動平臺 國內(nèi)外 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 運(yùn)動平臺的發(fā)展與應(yīng)用 并聯(lián)機(jī)器人可以定義為：上下平臺用兩個(gè)或兩個(gè)以上分支相連，機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的自由度，且以并聯(lián)方式驅(qū)動的機(jī)構(gòu)。它的研究可追溯到 19 世紀(jì)。 1965 年英國學(xué)者 Stewart 發(fā)表了名為《一種六自由度平臺》的