六自由度液压平台系统设计与有限元分析.docVIP

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TOC \o 1-2 \h \u HYPERLINK \l _Toc1630 1 绪论 PAGEREF _Toc1630 1 HYPERLINK \l _Toc28055 1.1 课题背景及意义 PAGEREF _Toc28055 1 HYPERLINK \l _Toc12449 1.2六自由度平台国内外研究状况 PAGEREF _Toc12449 2 HYPERLINK \l _Toc13785 1.3 课题研究方案 PAGEREF _Toc13785 3 HYPERLINK \l _Toc20958 2 总方案设计 PAGEREF _Toc20958 5 HYPERLINK \l _Toc30387 2.1设计思路 PAGEREF _Toc30387 5 HYPERLINK \l _Toc27061 2.2液压站组成设计 PAGEREF _Toc27061 5 HYPERLINK \l _Toc18335 2.3工作台组成设计 PAGEREF _Toc18335 8 HYPERLINK \l _Toc14017 2.4液压油走向设计 PAGEREF _Toc14017 8 HYPERLINK \l _Toc1449 2.5 控制系统设计 PAGEREF _Toc1449 10 HYPERLINK \l _Toc24378 3 六自由度工作台结构设计 PAGEREF _Toc24378 11 HYPERLINK \l _Toc28188 3.1工作台的总体设计 PAGEREF _Toc28188 11 HYPERLINK \l _Toc25446 3.2六自由度平台的合理性分析 PAGEREF _Toc25446 12 HYPERLINK \l _Toc32680 3.3上平台与下平台的设计 PAGEREF _Toc32680 13 HYPERLINK \l _Toc20655 4 液压缸的选型 PAGEREF _Toc20655 16 HYPERLINK \l _Toc23971 4.1确定油缸的最大推力 PAGEREF _Toc23971 17 HYPERLINK \l _Toc8799 4.2确定油缸的基本尺寸 PAGEREF _Toc8799 18 HYPERLINK \l _Toc3660 4.3确定油缸的工作压力 PAGEREF _Toc3660 19 HYPERLINK \l _Toc25941 4.4确定所用位移传感器的类型 PAGEREF _Toc25941 19 HYPERLINK \l _Toc29758 4.5确定安装方式 PAGEREF _Toc29758 19 HYPERLINK \l _Toc7718 4.6行程的确定 PAGEREF _Toc7718 20 HYPERLINK \l _Toc9338 4.7缓冲器的选择 PAGERE