文档介绍：摘要
六自由度运动平台是一种空间运动的模拟器,在其允许的工作范围内可完成任意空间运动的模拟,目前已广泛运用于军事、航天航空、游戏娱乐、汽车制造等领域。其工作原理:下平台固定,借助六支油缸的伸缩运动,完成上平台在空间六个自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态。
六自由度运动平台系统是由液压站、工作平台、伺服系统和电气控制系统组成。液压站包括泵组、蓄能器组、阀组、滤油器组、油箱、冷却器组及附件等。工作平台是由上平台、下平台、6个虎克铰链、6个球铰链及其他附件等组成。伺服系统包括伺服放大器、比例伺服阀、伺服油缸、位置传感器、伺服电机等。电气控制系统包括继电器、按钮、限位开关、熔断器等电气元件。
在本次设计中,首先确定六自由度运动平台系统的工作方式:由液压站提供动力,使液压缸运动,6个液压缸并联运动带动工作平台在空间6自由度的运动;位移传感器将位移信号传送给伺服控制系统,并转换信号控制伺服阀的阀芯运动从而控制液压油的流量,进而控制液压缸的进给量与进给速度;设计电气原理图,控制整个系统的开关、报警、紧急制动等。本次设计完成内容有:1、工作平台的总设计:确定工作平台的结构并计算自由度确定结构的合理性,再根据参数设计上平台与下平台的大小与结构。2、根据计算,选定液压缸的型号为:CK F/20-80/56*0400-C406-A-B1E3X1Z3。3、确定液压原理图,设计液压站,计算相关参数并对相关零件进行选型,以及油箱、油箱盖、阀块的设计。4、确定伺服系统,根据计算,对相关零件进行选型。5、设计电气原理图,控制整个系统的开关、报警、紧急制动等。6、对油箱体理想化后进行有限元分析并得出结论。
关键词:六自由度,液压,六自由度液压平台,有限元分析,液压站
目录
1 绪论 1
课题背景及意义 1
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课题研究方案 3
2 总方案设计 5
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控制系统设计 10
3 六自由度工作台结构设计 11
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4 液压缸的选型 16
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5 液压站的设计 25
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油箱的设计 32
油箱盖的设计 34
6 伺服系统的设计 35
比例伺服阀的选型 35
先导式溢流阀的选型 36
伺服放大器的选型 38
位移传感器的选型 38
7 电气原理图的设计 39
主电路的设计 39
控制电路的设计 40
8 有限元分析 42
致谢 46
参考文献 47
1 绪论
课题背景及意义
六自由度运动平台是一种空间运动的模拟器,在其允许的工作范围内可完成任意空间运动的模拟,目前已广泛运用于军事、航天航空、游戏娱乐、汽车制造等领域。
六自由度平台的另一个重要发展方向,是作为微动机构,物体在三维空间微小移动,仍具有小的动作空间,这种微动机构正好发挥六自由度摇摆台的特点,工作空间小,但精度和分辨率非常高。例如用在眼科手术中,治疗视网膜静脉闭,还有一种微动双指并联机构,用于生物工程上的细微外科手术的细胞操作[1]。
由于六自由度并联机构的应用日益广泛,其领域不断扩展。按平台工作特性,可分为两个方面的应用操作器与运动仿真。
在国防军事上,六自由度并联机构开始有着广泛应用,但现代化武器装备技术先进、价格昂贵的特点也越来越突出。一艘先进战舰造价昂贵,若全部实装训练不仅耗资巨大,同时还大大缩短了战舰的寿命。为解决这一难题,很多发达国家采用了花巨资研制模拟器的对策,并规定:装备新武器,必须装备相应的模拟器。美国于20世纪40年代就研制出第一台飞行模拟器。六自由度并联机构在制造和应用上,一方面是技术水平的反映,另一方面也是