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1、毕 业 设 计 题 目：RPC型并联机构的构型设计及控制仿真学生姓名： 吴 宏 学 号： 150200824 学 院：机械与装备工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 机制1508班 指导教师： 赵月罗 二一九年 五 月 廿六 日毕业设计（论文）诚信声明书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是在指导老师的指导下独立完成的。本人遵守学校有关规定，恪守学术规范。在论文写作过程中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 声明人： 时间： 2019年 06月 03日RPC型并联机构的构型设计及控制仿真摘要如今随着人们生活水平的提
2、高，经济的不断发展也离不开工业的发展。其中并联机构在各行各业的发展越来越迅速，其应用大到国家的航空航天领域小到医疗设备的纳米级别应用了并联机构的机械设备，并受到各国学者的广泛关注研究。本课题主要是设计研究PRC型并联机构，并在接下来的文章中对该机构做了详细的说明介绍，主要是介绍了并联机构的研究背景、意义、未来在发展生产中的展望等，同时查阅相关文献资料了解到并联机构的特点、较为突出的优点等，并对并联机构的零部件选型设计、以及后期对其进行仿真建模等，由于本次课题的题目是RPC型并联机构的构型设计及控制仿真，在设计完成后对于现代工业革命的有一突破性进展，对其有重大的历史意义。关键词：结构设计 建模仿
3、真 并联机构AbstractNowadays, with the improvement of peoples living standards, the continuous development of economy is inseparable from the development of industry. Among them, the development of parallel mechanism in all walks of life is more and more rapid, its application to the national aerospace fi
4、eld small to the nanometer level of medical equipment used in parallel mechanism of mechanical equipment, and has been widely concerned by scholars around the world. This topic mainly design research PRC type parallel mechanism, and in the next article made detailed instructions for the introduction
5、, mainly introduces the research background, significance of parallel mechanism, and the future prospect in the production of development, at the same time to consult the relevant literature to understand the characteristics of the parallel mechanism, the more prominent advantages such as, and the p
6、arts of the parallel mechanism type selection design of late, and carries on the simulation modeling, etc., as the topic of this topic is the RPC model of the parallel mechanism configuration design and the control simulation, after completion of the design for a breakthrough of modern industrial re
7、volution, with its great historical significance.Keywords: structure design Modeling and simulation Parallel mechanismI目录第一章 绪论31.1 并联机构的研究背景3图1-1 PUU微动并联机构3图1-2 3-RPR微动并联机构模型4图1-3 3-RPR微动并联机构样机4图1-4 stewart六自由度机器人5图1-5 并联机构误差补偿器51.2 并联机构的研究意义5图1-6 VAMT1Y6图1-7 六自由度并联机构61.3 并联机构的特点61.4 并联机构的展望71.5 并联
8、机构的研究方法8（1）并联机构的研究分析；8（2）并联机构的运动分析；8（3）并联机构的结构分析；8（4）并联机构的虚拟装配仿真。81.6 本章小结8第二章 RPC型并联机构的构型设计92.1 并联运动机构的概述9图2-1 并联机构结构图102.2 三自由度机构及机械运动原理10图2-2 并联机构运动二维简图102.3 控制系统结构及工作原理11图2-2 结构图112.4 并联机构工作空间分析122.5 本章小结13第三章 并联机构主要部件的设计143.1 电动机选型143.1.1 电机的分类143.1.2 电机的选择14图3-1 频距曲线图153.2 电动推杆选择15图3-2 电动推杆17表
9、3-1 电动推杆结构功能表17表3-2 主要技术参数表173.3 机构的计算18图3-3 机构简图18图3-4 连杆运动简图19图3-5 平台中间位置简图20图3-6 A边缩短时简图20图3-7 受力简化图21图3-8 AC缩短时简图22图3-9 受力分析图22F1=5686N，F2=8756N （3-）22第四章 并联机构机并联机构空间分析244.1并联机构并联机构机的运动学约束244.1.1 连杆杆长约束244.1.2 运动副转角约束24图4-1 运动副转角约束244.1.3 连杆杆间干涉244.2 确定并联机构空间的基本方法25图4-2 量空间剖面选取及边界曲线的确定25第五章 并联机构
10、的控制仿真与误差分析265.1 3-RPC型并联机构MATLAB建模265.2 3-RPC型并联机构控制系统设计265.3 传统PID控制器的设计275.4 设计滑模变结构控制器285.5 控制仿真分析30图5-6 SMC 控制动平台位置变化图315.6 并联机构的误差分析335.6.1原理误差335.6.2 加工装备误差335.6.3 其他误差335.7 本章小结34第六章 三自由度并联机构三维建模356.1 设计软件简介356.2 零部件构型与装配366.2.1新建零件文件366.2.2 创建旋转特征366.2.3 创建平面366.2.4 创建拉伸特征36图6-1 电动推杆外壳376.3
11、三维建模的装配设计376.3.1创建装配文件376.3.2 引入机架38图6-2 机架装配图386.4.3添加并联机构38图6-3 并联机构装配图38图6-4 3-PRC并联机构39第七章 结论40参考文献41致 谢42VRPC型并联机构的构型设计及控制仿真第一章 绪论1.1 并联机构的研究背景在很早以前人们就开始着手研究并联机构了，并联机构具有众多的优点比如刚度大、强度高，在生活中就广泛存在着众多的并联机构。其拥有六个自由度的并联机构，外形复杂，设计结构较普通机械结构具有繁重复杂的工作计算量，因此在在众多的并联机构里主要研究的方向是拥有着少于6个自由度的并联机构， 因为其外形结构简单易懂，形
12、状各异可适应各种复杂的工作环境，其研究计算都较六自由度的并联机构更简单更容易上手，因此在当今社会生产力的提高，经济水平的突破发展中，少六个自由度的并联机构引起了众多学者的重点关注，并作为重点研究对象搬上实验台。在21世纪初，2005年澳门大学的徐青松，李杨民对3-PUU并联机构做了进一步的研究，在该研究上对结构做了进一步的优化，得到性能最好的并联机构模型如图1-1所示。紧随其后的北京交通大学王硕与2007年对该并联机构的各方面做了进一步的研究如图1-2所示。北京工业大学于2009年利用3-PUU并联机构对牛的卵细胞进行了实验，并取得圆满成功如下图1-3所示。图1-1 PUU微动并联机构图1-2
13、 3-RPR微动并联机构模型图1-3 3-RPR微动并联机构样机但是呢在我国改革开放以后也就是较少于六自由度并联机构的早期，研究拥有六个自由度的并联机构也较多例如在我国的重点大学燕山大学黄真教授于1991年研制出中国的第一台六自由度的并联机器人样机如下图1-4所示，在此后的最近几年里。六自由度的并联机构开始走入热门领域。1994年研制出的机器人误差补偿器如图1-5所示，1997年我国顶尖大学清华大学与天津大学携手并肩共同研制六自由度并联机构样机，他的研究理论基础是VAMT1Y，现今以被国内外众多学者所借用，并广发用于六自由度机器人里，其形状如下图的1-6所示，之后再2007年的时候该六自由度并
14、联机构机器人有了更进一步的发展，相较于我国的纳米技术，该机构采用了六个电机，六个驱动，其工作的空间可达到立方厘米，是具有纳米级的空间定位的精度水平。 是由哈尔滨工业大学的团队研制出来的，其结构如下图1-7所示。图1-4 stewart六自由度机器人图1-5 并联机构误差补偿器1.2 并联机构的研究意义如今随着人们生活水平的提高，经济的发展也离不开工业的发展。其中并联机构在发展中愈演愈烈，其应用大到国家的航空航天小到医疗设备的纳米级别的并联机构。并受到各国学者的广泛关注研究，尤其是少自由度的领域研究更是更上一层楼，就如上一章节所讲述到的内容。在不久之前国家将此并联机构应用于士兵们日常的训练中去，
15、也就是运动模拟器。此运动模拟器与游戏娱乐方面的机构相类似，这种机构用来飞行员的模拟训练，这种训练方式极大的减少的安全事故的发生，同时也减小了资源的浪费减少日常军费的开支等等，诸如此类的优点很多，该机构的使用已经在国家航空航天领域广泛应用。宇宙的探索离不开天文望远镜的使用，尤其是超大型的天文望眼镜在调整姿态时由于身型巨大，一般都是大到成百上千吨的重量，难以移动，因此基于并联机构的装置使用，更好地解决了此类问题。因此对并联机构的研究具有重大的意义。图1-6 VAMT1Y图1-7 六自由度并联机构当前在并联机构方向上也主要研究并联微操作机器人，该机器人无论是在运动学领域的应用广泛在动力学领域也有较为
16、突出的发展，以及控制系统方面都存在着巨大的需求。也正式因为在这些领域的需求，才使得这种并联机器人得以许多学者的青睐，而成为研究的重点研究方向之一。1.3 并联机构的特点并联机构的发展愈发兴盛,其中主要集中在人类日常生活和医疗设备等方面,少自由度并联机构受到人们的日益关注。因为少自由度的并联机构在研究方面简单且运用更加广泛,所以在少自由度的研究方面愈加深入。目前,少自由度的并联机构多用在机器人制造方面,且要求并联机构的运动精度和本身体积具有微小性,特别在运动精度方面有着较高的要求。为了实现更多的精细操作,微动并联机构的研究显得更加重要。 相对于串联结构来说,并联机构的特点及优点有如下几种：（1）
17、并联机构所需要占用的工作空间同比其他机械结构占用空间较小；（2）并联机构的工作或者传动运输机械结构中具有很小的惯性，这是其他机械结构所不能比拟的；（3）并联机构不仅刚度大、强度好，就其整体来说外形简单易懂，内部结构紧凑，不易发生失效等安全状况；（4）与串联机构相比，并联机构的设计选型上更容易选择计算，不需要繁重复杂的工作量就可以达到工作目的，在制造生产中也更容易一些，相反串联机构要考虑到其刚度、强度等原因，计算较多，即使设计出来相比并联机构能够发挥的优势也不容易显现出来，因此并联机构在如今生活，生产力的发展提高上得到了更好的发挥优势，因而也扩大了此并联机构的应用市场。1.4 并联机构的展望近年
18、来，随着国内经济的迅速发展，我国在人工智能领域已经有了突破性进展在先进制造、科技创新的共同发展下并联微操作机器人给予极大的重视，并开创了一条新道路成为新的研究发展方向，在许多领域如工业机器人、智能控制、仪器仪表等多学科领域。广泛应用于超精密加工、基因工程、医学检测和微创手术等领域。如今通过查阅资料了解，并进行了更深层次的挖掘研究得出国内外并联微操作机器人得钻研概况、并联机构的实用程度、并联机构的利用率等发展方向得出详细的总结大体如下：我国的并联微操作机器人发展缓慢，且在研究该机构的各方面都存在不足，难以与国外的发展能够相提并论。其中在结构创新方面，我国应该走坚持创新发展之路，把并联微操作机器人
19、的问题加速解决，给予修改意见，最后需进行大量的模拟仿真实验，得出更优的产品。如今智能机器人与人工智能是一个很热门又很有创新的学科，计划将两大学科与并联微操作机器人相互结合，从而极大的提高并联机器人在运动、工作过程中可以自行调节状态已适应各种工况的要求，这也是并联机构将在未来的研究发展方向。但很大程度上并联机构经过了几十年的发展,仅仅在实验室里开展,并没有真正的应用于社会实践。人类对于并联机构的研究力度还不够, 相信在今后并联机构肯定会应用于人们生活的方方面面。1.5 并联机构的研究方法本次毕业设计的主要思路如下：在各大网站上查阅相关文献资料，整理并收集好有关本课题的研究资料，开始进行相关方面的
20、研究，首先是对3-RPC型并联机构的构型设计其中会阐述该机构的详细结构、工作原理以及进行相关构件的自由度分析，其次是对3-RPC型并联机构里的主要部件进行分析计算，比如该并联机构最重要的组成部分电动机的选型计算等等，然后就是对该并联机构进行空间分析计算，避免干涉等问题，最后就是对本次毕业设计的仿真与建模，根据已经了解到的相关信息，本次毕业设计制定了如下研究方向：（1）并联机构的研究分析；（2）并联机构的运动分析；（3）并联机构的结构分析；（4）并联机构的虚拟装配仿真。在设计过程中会用到如下软件，比如利用pro/e进行三维建模，利用SolidWorks进行模拟仿真，利用CAXA对机构的模拟制图等
21、。1.6 本章小结 本章节主要介绍了并联机构的研究背景、意义、未来在发展生产中的展望等，同时查阅相关文献资料了解到并联机构的特点、较为突出的优点等，由于本次毕业设计的课题是RPC型并联机构的构型设计及控制仿真，因此在章节的最后特别定制了本次课题设计的研究方法以及大体的一个研究方向，在此做一个章末总结。第二章 RPC型并联机构的构型设计2.1 并联运动机构的概述并联运动机构的创新与发明同我们日常的生活以及在工业生产领域、国防领域的发展有着密不可分的关系，并联运动机构极大的提高了人们的生活水平以及工业的发展生产。华夏文明上下五千年，早在三国时期就已经有了该并联运动机构的应用，蜀国的军师诸葛亮发明创
22、造的木牛流马交通运输工具，该木牛流马的使用为当时蜀汉的士兵提供了非常有利的帮助，减少了军队在运输粮食以及托运货物在军费上的开支。从近现代来说并联运动机构的广泛使用是在机器人领域的研究，当机器人这个概念第一次被提出来的时候，人类就已经开始大胆创新、实践向机器人领域前进，使得该并联运动机构得以被现代学者引起广泛的关注和使用。该并联运动机构的使用和研究填补了串联机构的缺点及不足之处，改正串联机构所达不到的水平，同时也是在近改革开放以来，该并联运动机构的研究无论是在国内还是国外、无论是在工程领域还是医学领域的研究都极大地促进了学者们的广泛关注和大力研究。在查阅与本课题相关的文献资料后，同时也了解到此并
23、联机构的一个大致的特点。该并联机构属于非笛卡尔并联机构，与传统的笛卡尔并联机构系统完全不一致，该并联机构系统是由三个竖直的并且长度相等的构件所组成，在每一个构件的基础上拥有着两个分支的小结构，或者可以用到更多的分支构件去连接上下平台其结构如下图2-1所示。该分支构件具有两个或者两个以上的自由度，在每一个分支构件上拥有着各自的驱动结构，该分支结构的驱动结构是封闭的、密封的结构。该并联运动机构在整体构型上可以微缩或者更改为大型结构应用于各行各业的领域中去，大到航空航天领域，小到医疗设备的应用研究。在上一章节中已经介绍到该并联运动机构各构件都具有刚度大、强度高的特点，各构件呈现三角形状，则更具有稳定
24、性、适应性的特点。况且从整体来看该并联运动机构的结构也比较简单。 在我国该并联运动机构的研究，引得众多学者的广泛关注并投入巨大精力与资金研究设计。在国内的几所重点大学例如清北、哈工大等重点院校已于多年以前就己经开始展开了设计研究。到目前为止该并联运动机构在个构件以及各运动副的参数设计、长度变化量的设计计算都还存在缺点或者说位置的正解很难切很复杂，难以计算出来，且还存在多解并存的现象。图2-1 并联机构结构图2.2 三自由度机构及机械运动原理由本设计的课题及研究查阅相关文献资料的出该并联运动机构的整体结构以及该结构的工作原理如下所示其并联机构运动的简要二维图形如下图2-2所示：该结构由上下两个平
25、台所构成，一般来说上下两个平台都是由三角形状构成，因为三角形状具有更好的稳定性，其在结构计算中也较为简单一些。在上下两个平台中间由三对分支构件所组成，每一对分支结构可以是两个运动拉伸机构也可以是多个即两个以上的运动机构。在每一对运动机构的头部和尾部各由一个大型或者小型的转动副以及一个球形副所连接来对机构的运动作支撑。图2-2 并联机构运动二维简图根据以下公式可以计算出该并联运动机构在空间结构及运动中的自由度F为：F=6(n-g-1)+i=1gfin-机构中的总构件数；g-机构中所包含的所有构件之间的运动副数目；fi=第i个运动副的相对自由度数。由上述公式可以计算出该并联运动机构的自由度数F3。
26、其中有一个自由度表示为在该并联运动机构沿竖直方向的自由度以及在上下连接的三角形状的支撑平台上各拥有一个转动自由度。在该并联运动结构中上下平台与中间得驱动支撑构件形成一个相互影响、相互制约、相互俗成的一个整体机构，这种机构在机械里统称为并联运动机构。该并联运动机构的工作原理如下：在结构中的分支驱动构件中有三个移动副，且每一个移动副都拥有一个调节器，该调节器通过该移动副在工作中伸长拉缩，使得该移动副内的支撑杆得以长度方向的变化然后反馈给该调节器，以计算出工作距离以及在空间上各点的位置坐标变化。2.3 控制系统结构及工作原理在该并联运动机构中需要一个控制系统及时的给予反馈的出计算的结果，该控制系统的
27、二维结构系统结构图如下图2-2所示：图2-2 结构图在如图所示的结构图中我们可以清晰的看出该并联运动机构的控制系统原理图主要由三大板块构成即PC中央处理器总单元，该单元主要任务就是对在该并联运动机构工作中的数据处理分析问题其中包括运动机构在空间运动的时候其几何尺寸的庞大数据计算，空间机构的重新建模，模拟分析显示的问题。以及当数据处理完后将会在屏幕上显示我们所需要得到的基础数据。第二大板块交流伺服电机控制器单元，这个单元的主要任务在于根据主要单元PC处理器单元所计算的结构数据传送到交流伺服电机控制器单元，对运动并联机构给予反馈调节控制等，从而确保该并联运动机构在工作中的安全，避免出现安全隐患的重
28、大工作失误为题。第三大板块单元为数据采集及存储，该单元的主要任务就是对运动分支驱动结构的输出脉冲信号给予计算处理、保存等工作，然后再将数据反馈到PC处理器主单元进行分析计算处理等相关的工作。整个的一个操作系统流程如下所示：（1）专业技术操作人员按下对计算机的控制命令，核心单元PC处理器在接受到操作人员在计算机上发出的控制命令后，与I/O单元的各个接口接收到控制命令后与各个构件连接的交流伺服电机相互连接，进行动作。（2）交流伺服电机接收命令之后，通过联轴器、减速器的扭矩增大的结果向整个并联运动机构开始运动，该并联机构的驱动构件开始进行位移、拉伸动作。（3）在驱动构件的接口处有一个侧头装置，专业用
29、于计算机收集信息，反馈给PC处理单元。（4）若当该并联运动机构中的各驱动构件发生干涉之后，则通过这个测头装置及时的向PC处理单元反馈信息，在PC处理单元接收到信息之后与I/O单元的各个接口接收到控制命令后与各个构件连接的交流伺服电机发出动作命令，停止动作，及时的修正运动的结果保证在构件运动中不会出现意外情况，从而确保了测头装置的安全，减小损失。（5）坐标信息的采取存储是由第三大板块单元所处理，当测头与目标点接触的那一刹那的时候，测头发出信号也就是一个脉冲信号，该脉冲信号会反馈给PC处理单元，PC处理单元在接收到此脉冲信号的时候，将此脉冲信号便被保存到第三大板块处理单元中，所得出的坐标值就是一次
30、坐标的采样存储过程，然后由这种重复性动作，将全部要测得目标点记录下来，然后反馈到显示屏上，呈现在我们眼前。2.4 并联机构工作空间分析并联机构在空间上的问题是一个值得关注的地方，其驱动构件在上下两个平台上各方面的限制都有要求，其影响该并联运动机构的因素主要有以下几个方面：（1）连接配合驱动构件中杆的长度问题，杆短影响其工作空间的范围，杆长又容易发生干涉问题，从而引起安全问题。（2）连接上下两大平台的转动副转角问题，由于机构的各方面限制，因此各转角都将受到影响，因而规定转角小于最大转角，以适应机构的运动。（3）杆件在直径上的问题，各杆件在直径上不可过大或者过小，在运动的过程中都很容易发生干涉问题
31、所以在杆的直径上规定了两个驱动杆件在轴线方向上的距离要大于杆件的直径。2.5 本章小结本章主要对RPC型并联机构的构型设计，其中讲述了并联运动机构的一个大概情况，在分析之后又对该机构分析了工作原理以及在对控制该机构的控制系统讲述了其工作原理等，在本章节的最后又对该并联机构的工作空间分析了一下大体的形式。第三章 并联机构主要部件的设计3.1 电动机选型3.1.1 电机的分类（1）按动作电源的不同类型，以电动机的电流的方式可以把电源分为直流电动机、交流电动机两大类，其中前者也分为单相电动机和三相电动机.（2）按结构及工作原理的不同电机分为：异步、步电动机两大类，电动机动机也可以和永磁同步电动机一起
32、实现。 异步电动机可以分成异步电动机和异步电动机，分别分成三个异步电动机，异步电动机和异步电动机，分别被分成单个异步电动机，直接连接两个马达。（3）电机分为结构和工作原理，没有功率因数和电动机，旋转后可分为电动马达、电动马达和电动马达。电动马达、电磁铁和电动机，分别分为电动机、直流电动机，和异步电动机， 异步电动机、升级和异步电动机。永磁同步电动机还是发电机、电磁机、光压、铝热机、铝热机、铝热机、橡胶压、磁振器等。（4）根据启动和运行模式分类电机可用于启动和划分的工作模式为电容式起动电机、电容式巴卡型电机、电容式起动机和相控电机。（5）运用一种可用性分类器可分为激发力量和控制力的动力。 驾驶机
33、械(包括钻、打蜡、挖孔、挖孔、详细设备)分为电器工具、家用器(包括洗衣机、电子器械、冰箱、空调器、录音机、录音机、录音机、录像机、吸尘器、麻风扇、各种机械设备等)，以及各种机械设备(小型机械、电子、电子设备等。 控制分为发动机引擎和伺服器。（6）基于转子结构的旋转机械，可以分为两大类；一，笼型感应，这种类型的感应机在有一种旧标准型的被叫做鼠笼型，二，绕线转子型，这类的旧的标准称为绕线异步。 （7）以转速的不同电机可以分类为高速（旋转速度高）、低速（旋转速度低）、恒速（转速保持恒等变化不大）、调速（转速可以自主调节）。其中的低速类以结构功能的不同又可以分类为齿轮减速、电磁减速、力矩机与爪极同步电
34、动机等。调速类电机也以结构功能用途的不同可以分为有级、无级恒速恒速，有级变速电动机和无极变速电动机外，还可以为电磁调速、直流调速、PWM变频调速和开关磁阻调速。3.1.2 电机的选择电机操作起来的简单容易，维护修理也比较快捷，其中则以操作方式为全数字化的尤为突出的。选择电动机的时候要结合实际情况来进行选择。电机的参数选择参考的标准多为:额定电压大小、输出扭矩大小和电机转速功率等主要要求。输出扭矩的大小和支撑板的摩擦力大小有直接的关系，数值的大小由物料的重量和摩擦系数计算出来，除此之外，数值的大小还和滑动摩擦力的作用形式，但因为摩擦系数太小，可以忽略不计，下图是频距曲线图；图3-1 频距曲线图则
35、由曲线可得:当n=30r/min时，f=100HZ。根据计算结果我们选择电机型号为：57BYJ250C3.2 电动推杆选择电动液压推杆是一种液压机械手，它能操作机器、电力和液体。它还可以用于需要反向推力、直线(或特定角度的反向旋转)的运动，或者提高、降低或控制工作场所，并在危险的地方进行集中或远程控制。在金属、矿、煤、电、机器、食物、水泥、化学、水、运输、运输、升力和阀门、水门、缺口、倾斜和在港口发动机的摆动中广泛使用的驱动和控制是通用能源。电动液压推杆由液压缸、发动机、油箱、油泵、过滤器和液压阀组合而成。马达、油泵、液压阀门和液压缸可以安装在同一轴上，也可以安装在不同的轴上，中间有一个油箱和
36、一个固定的脚。活塞的膨胀由马达的反向旋转控制。 液压阀门组合为:溢流阀、伺服阀、单液压阀等;电动液压杠杆可以根据不同的工作要求设计各种形式的油阀组合。电液推杆主要由三种形式：单推、单拉和推拉；调速形式有推拉调速型，推调速型，拉调速型，推拉均不调速型。锁定形式有推拉锁定型、推锁定型、拉锁定型，推拉均不锁定型。电液推杆有以下几个优点：结构较为紧凑这让在安装时更加方便，整体尺寸小占据空间不大，修理较简单；工作的回路中设有双向液压锁，需要的行程范围内可以任意锁定，但是它的输出的功率还能保持不变，拉力、速度无级可调，驱动力范围极广；因一些外部原因而导致突然断电时，推杆会自动锁上避免发生安全事故。对机械或
37、者人员产生一些不好的影响。然而，在工作中经常会有更多的能量丢失(摩擦损伤，泄漏损伤，等等);由于对油的温度变化敏感，工作的稳定性容易受到温度的影响，因此不适合在高温或低温下工作;对媒体污染的昂贵和敏感;当他受伤时，他不容易找到。所有这些都影响了传输的质量和棒的使用范围。不符合这个设计的设计。通过使用电动杠杆，可以解决上述问题。电动推杆推进器不受地形、气候和距离的限制，安装在坚固的、可靠的、节能的、易于安装的、易于维护的结构中，并广泛应用于电力、机械、化学、冶金、矿山、轻型、运输、船舶等领域。可以做一些工作，比如举起和放下物体，推和拉，工作，旋转，锁，门把手。此外，电棒可以很容易地通过电脑控制。
38、现在已经有越来越多的部门使用它来代替手，阀门，慢动作驱动引擎 马达驱动轮由马达、减速轮、纺锤轮、铜豆、指针管、活塞杆、轮椅、弹簧、汽缸座、联轴器和止回阀组成。通过使用电机作为电源，两对经过消化的齿轮驱动一对驱动部件，将电机旋转成直线运动，并使用向后旋转的电机进行推力。同样的推和拉。复杂的运动，如旋转，摆动，可以通过各种杠杆来完成。改变手臂的长度可以改善旅行。当杠杆移动到最大位置或负载超过推力的某一特定值时，电杠杆的过载会自动切断电源，从而使电机和其他部件不会损坏，但不能作为支撑键正常运行。因此，外部限定器必须安装在杠杆上，以使杠杆能够工作和停止。电线杆分为两种基本形式I和II，有几个马达座。因
39、此，模型III、IV和防爆模型III、模型III、IV具有与类型相同的主要技术参数和插入尺寸。旅行调节装置安装在III型房屋的外面，这样旅行计划可以从零到最大的旅行，在IV型的中心进行现场操作。电动推杆的螺旋传动机构又可分为滑动丝杆副螺旋传动和滚珠丝杆副螺旋传动两种。驱动程序使用滚动杆螺旋机构，它有一个小摩擦系数，磨损率下降，驱动效率高，没有低速爬行的迹象;与此同时，纱线轴上没有轴间距，从而提高了质量和精度。子螺杆式螺旋桨驱动装置的特点：寿命比较长、精度较高、在作业工程中较稳定等，但是也有一定的缺点：涉及的结构多所以结构较为复杂，现在的制造水平难以大规模的生产。运动是相对的、可逆的，所以为了防
40、止反向的运动对整个机械的运动造成不良影响，需要设置一些机构来防止逆转情况的发生。带有圆角滑动螺钉的驱动器有一个简单的优点，易于制造，高速减速比，它自己的锁和平衡。在这些马达的设计中，对丝杆自动锁的需求很高，传输速度适中，结构简单易行。所以选择滑动对传输更好。图3-2 电动推杆上图为DG系列中的D类型的电动推杆这个的结构比较的简单，噪声相对于其他类型的推杆来说比较的低。可应用的地方都是一些推拉力比较小的工业设备上。比如在各样的风道的蝶阀、歌舞台方面的运动这些比较小的地方等。表3-1 电动推杆结构功能表外形结构：电机与推杆同轴。内部结构：梯形丝杠副。行程控制：采用外部行程控制装置或编码器实现。过载
41、保护：采用弹簧与继电器组合结构实现。表3-2 主要技术参数表驱动电机500kgf最大推力500kgf最快速度94mm/s最大行程800mm机械连接双侧耳轴连接3.3 机构的计算（1）上平台加载1.4t,从中间位置上升150，平衡机抵消70的载荷。图3-3 机构简图假设平横状态下杆AE、BD、CF的长度为1m，上、下平台(圆盘)的半径:=0.51m；=0.86mAE与竖直方向的夹角为15度，EF=ED=DF=0.75m=750mm，AB=BC=AC=0.35m=350mm，AED=80由几何关系知，AE= （3-1）AG=AEcos15=1292.9mm(AG是个距离) （3-2）图3-4 连杆
42、运动简图取PQ=1125mm, AG=AG+150=1442.9mm （3-3）tgPHQ= PHQ=37.9,所以NHQ=90-37.9=52.19800=2FQHSin52.1FQH=6202.5N tgPMQ= = PMQ=41 （3-4）SinPMQ=QM=1714.8mm （3-5）SinPHQ= （3-6）所以X=1831.4-1714.8=116.6mm （3-7）FQH=6K1X K1= （3-8）FPN= FQH=5K2 K2= （3-9）2. 上平台加载1.4t,从中间位置下降150，平衡机抵消100的载荷。图3-5 平台中间位置简图 AG= （3-10） PMQ=PMQ=
43、49.8 （3-11）SinPMQ= （3-12）X=QM-Q M=1714.8-1472.9=241.9mm （3-13）1400=2QMSin(90-8) FQM=10769.2N （3-14）K3= （3-15）K4= （3-16）3. 平衡机上平台处于中间位置加载1.4t，右端上仰20，抵消85的载荷。图3-6 A边缩短时简图图3-7 受力简化图14000%=11900N （3-17）11900=FQMQMJ+FPNSinMNP （3-18）FQMCosQMJ= FPNCosMNP （3-19）因为PMQ=41，所以QMN=49取QMJ=40，MNP=60，带入：FQM=6040.6N
44、，FPN=9302.5N （3-20）MO= （3-21）（MO为M到底平面的距离）MQO=35，所以MQ= （3-22）MQ= （3-23）所以X1=1918.7-1712.1=206.6mm （3-24）FQM=6K5X1 K5= （3-25）NP= （3-26）X2= NP-PN=1961.4-1712.1=249.3mm （3-27）所以FPN=5K6X2 K6= （3-28）4. 平衡机上平台在机构的中间位置并加载1.4t，然后右端的地方向上倾侧20，然后继续抵消80的载荷。图3-8 AC缩短时简图图3-9 受力分析图 （3-29）算法同上述第三种情况，计算得：F1=5686N，F2=8756N （3-） ， （3-30）6FCos=947.7，=10所以F=160.4N=K7X ，又因为X= 所以K7= ； （3-31） 5FCos=1751.2，=10 （3-32） 所以F=355.6N=K8X , 又因为X= K8= （3-33）第四章 并联机构机并联机构空间分析4.1并联机构并联机构机的运动学约束4.1.1 连杆杆长约束连杆运动中，杆长条件： (i=1,2,3) （4-1）在上式中lmin和lmax分别表示连杆的最小杆长和最大杆长。4.1.2 运动副转角约束同样，在并联工作过程中，必须满足条件：0imax (i=1,2,3)在上