爬樓液壓舉升機(jī)器人三維建模仿真開題報(bào)告.doc
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 開題報(bào)告 題 目:爬樓液壓舉升機(jī)器人 三維建模仿真 院 (部):機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè):機(jī)械工程及自動化 班 級:機(jī)械103班 姓 名:王士豪 學(xué) 號:2010071195 指導(dǎo)教師:呂志杰 完成日期:2014年4月 17 日 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 班級:機(jī)械113 班 姓名:常程 論文題目 直流電動機(jī)測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)---檢測及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、 選題背景和意義: 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,液壓技術(shù)在科學(xué)領(lǐng)域有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展, 液壓技術(shù)已經(jīng)成為了一門影響現(xiàn)代機(jī)械裝備技術(shù)的重要基礎(chǔ)學(xué)科和基礎(chǔ)技術(shù),人們對液壓技術(shù)認(rèn)識和運(yùn)用有了更加深刻的了解。 液壓傳動是以流體作為工作介質(zhì)對能量進(jìn)行傳動和控制的一種傳動形式。利用有壓的液體經(jīng)由一些機(jī)件控制之后來傳遞運(yùn)動和動力。因而在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空和機(jī)床行業(yè)中,液壓技術(shù)得到了普遍的應(yīng)用。隨著原子能、空間技術(shù)、電子技術(shù)等方面的發(fā)展,液壓技術(shù)向更廣闊的領(lǐng)域滲透,發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)?,F(xiàn)今,液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一,世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都很重視,所以采用液壓傳動的程度已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓傳動。 在當(dāng)前的社會背景下,對于一些比較重的貨物或者儀器設(shè)備,如果繼續(xù)按照傳統(tǒng)的方式----人工搬運(yùn)的話,很明顯需要很多的人力,同時(shí)在搬運(yùn)的過程中也需要花費(fèi)很多時(shí)間和金錢。 基于液壓技術(shù)的一天天走向成熟,液壓設(shè)備在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,如工廠生產(chǎn)線,液壓成型機(jī),在汽車維修廠中的液壓舉升機(jī)等等。這些都是利用液壓油產(chǎn)生的液壓力承受較大的載荷來實(shí)現(xiàn)功能的。因此將液壓技術(shù)運(yùn)用到舉升貨物這一領(lǐng)域是可行的,利用這一技術(shù)制造出的爬樓液壓舉升機(jī)器人可以代替多個(gè)人去完成相同的工作量,同時(shí)也可以減少工作的時(shí)間,提高工作的效率,還有就是可以節(jié)約經(jīng)費(fèi)。 可見,爬樓液壓舉升機(jī)器人有著眾多的優(yōu)點(diǎn),為人們的生活和工作帶來了眾多的便利。 二、課題設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析: 爬樓液壓舉升機(jī)器人設(shè)計(jì): 爬樓液壓舉升機(jī)器人要準(zhǔn)確快速完成既定的動作需要好的液壓及控制部分來支持,額定流量取決于主壓縮缸的壓縮比,根據(jù)工作要求確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)、系統(tǒng)原理圖,進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算,合理的選擇和確定液壓元件,對所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)性能進(jìn)行校驗(yàn)。而控制部分則采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn),如何使爬樓液壓舉升機(jī)器人的各個(gè)動作進(jìn)行的有序,不發(fā)生沖突是最關(guān)鍵的,可以采用增加時(shí)間繼電器和限位開關(guān)來保證動作順利進(jìn)行。三維建模和運(yùn)動仿真需要用到SolidWorks來完成,所以對SolidWorks的學(xué)習(xí)、掌握及熟練應(yīng)用也具有一定的難度。 (1) 利用Solidworks進(jìn)行實(shí)體建模時(shí),需要對實(shí)體的尺寸要有很嚴(yán)格的要求,根據(jù)實(shí)體的特征需要選擇合適的方式進(jìn)行建模,如拉伸、除料、旋轉(zhuǎn)等。在此次建模中,對于輪子和液壓缸的建模比較繁瑣和麻煩。 (2) Soliderworks三維仿真的另一個(gè)困難就是實(shí)體的裝配問題,裝配過程中需要明確各個(gè)零件的位置關(guān)系,根據(jù)位置關(guān)系選擇合適的配合類型。在此過程中,需要細(xì)心查所有零件的安裝位置,比較困難。對于小零件,如螺釘、螺帽、 墊圈等,需要量比較大,需要重復(fù)配合,顯得繁瑣。 三、調(diào)研報(bào)告(文獻(xiàn)綜述): 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對搬運(yùn)貨物這方面有了更高的追求,人們希望省時(shí),省力,更省錢。以山東建筑大學(xué)為例,我們機(jī)電學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室都在二樓,有實(shí)驗(yàn)室就有實(shí)驗(yàn)設(shè)備。就我們學(xué)習(xí)機(jī)械的,必不可少的就是大型的機(jī)械設(shè)備或者其他的體積小但是很重的設(shè)備,然而將這些設(shè)備搬上樓卻成為了老師們的難題,每次都必須找好幾個(gè)同學(xué)過來幫忙搬,有時(shí)還找不到幫忙的同學(xué)。這種傳統(tǒng)的方式又累,又不省時(shí)間,還存在著一些安全問題等。因此急需一種機(jī)器來解決這些問題。 我們設(shè)計(jì)的爬樓液壓舉升機(jī)器人設(shè)備能夠滿足上述要求,下面是我們設(shè)計(jì)的液壓爬樓液壓舉升機(jī)器人的特點(diǎn): 1.結(jié)構(gòu)與性能 ①爬樓液壓舉升機(jī)器人設(shè)備是由上鋼板,下鋼板,七個(gè)液壓缸,導(dǎo)軌,導(dǎo)輪,導(dǎo)向軸,倒向槽,油管,液壓換向閥,單片機(jī),液壓泵構(gòu)成。 ②液壓泵是液壓系統(tǒng)的能源裝置,為液壓系統(tǒng)提供動力。液壓換向閥用來控制液壓油路的流通方向和中斷,從而控制液壓缸的伸縮和液壓缸保持在一個(gè)精確位置不動。單片機(jī)用來控制液壓換向閥。上鋼板上安裝有兩個(gè)倒向槽,用來與下鋼板上安裝的導(dǎo)向棍相配合。上鋼板的下面按照穩(wěn)定性分別布置著三個(gè)液壓缸,分別與液壓換向閥連接,按照液壓缸的指令進(jìn)行動作。下鋼板安裝有兩個(gè)導(dǎo)向棍,與上鋼板的倒向槽配合。下鋼板上板面安裝有三個(gè)液壓缸,與上鋼板的液壓缸位置錯(cuò)開。同時(shí)下鋼板的下板面安裝有四個(gè)輪子。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們所設(shè)計(jì)的爬樓液壓舉升機(jī)器人需要進(jìn)行三維零件的建模。三維仿真的相關(guān)軟件有Solidworks、UG、CAXA、PROE、3DMAX、CAD等,對于這些軟件基本上相似,但對于不同的軟件又有其不同的特點(diǎn),抓住這些軟件的不同點(diǎn),對于我們以后三維模型的建造有著巨大的推動作用,更加有利于我們今后的發(fā)展。 它們的特點(diǎn)分別如下: 1、SolidWorks特點(diǎn): (1)具有強(qiáng)大的特征建模及零件與裝配的功能。特征建模具有實(shí)體 建模、曲面建模、鈑金建??梢詫σ磺辛慵M(jìn)行繪制。其工程圖和裝 配圖的應(yīng)用也十分方便快捷。 (2)其操作界面較直觀、清晰、整齊使的在設(shè)計(jì)過程中可以快速審 視設(shè)計(jì)的合理性。 (3)在SolidWorks中可以對零件進(jìn)行受力分析和運(yùn)動仿真。零件 裝配之后需要分析各零件之間的受力情況和運(yùn)動仿真以檢測各零件之 間的干涉,SolidWorks可以很好地完成。 SolidWorks是一個(gè)簡單、易學(xué)、易用的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件,在 整個(gè)三維設(shè)計(jì)行業(yè)內(nèi)已被廣泛應(yīng)用。 2、CAXA的特點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn):(1)其兼容了AUTOCAD的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、直接讀入和編輯文字、 剖面線、多線、塊、表格等數(shù)據(jù)。直接對應(yīng)AUTOCAD的圖層。 全面支持AUTOCAD的應(yīng)用模式。 ?。?)具有強(qiáng)大的編輯和繪圖工具。基本的曲線繪圖及模塊化繪圖 工具,可迅速生成復(fù)雜的工程曲線。具有強(qiáng)大的國標(biāo)圖庫和構(gòu)件庫。 (3)可以對零件進(jìn)行仿真加工。 缺點(diǎn):(1)二維三維不相關(guān)。生成二維圖以后,要到CAXA電子圖板中去修改。 (2)草圖設(shè)計(jì)功能較弱。 (3)不支持基于約束和參數(shù)化造型。不能進(jìn)行裝配約束求解。特征造型功能較弱。生成二維圖時(shí),沒有自動標(biāo)注功能。沒有自動生成網(wǎng)頁功能(SE和SW都有)。在三維上對標(biāo)注的處理不理想。沒有內(nèi)置數(shù)據(jù)管理功能。不含運(yùn)動分析模塊。 3、PROE野火版的特點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn):(1)支持行為建模。管路設(shè)計(jì)支持軟、硬管結(jié)合,支持管理原理圖設(shè)計(jì),支持管理流動模擬。 (2)三維裝配支持生成裝配工藝卡。運(yùn)動模擬支持生成運(yùn)動包絡(luò)輪廓。支持設(shè)定柔性件。 (3)可以生成只有外形數(shù)據(jù)的包裝和與其它廠商產(chǎn)品裝配時(shí)的尺寸的三維模型。鈑金件設(shè)計(jì)包括鈑金排料。 (4)運(yùn)動仿真的功能可以定義連接方式,定義速度加速度等。支持裝配過程動態(tài)顯示。 缺點(diǎn):(1)需要與WINCHILL集成,價(jià)格太貴。宜人化程度較差。部分中端三維CAD有的免費(fèi)功能需要購買。如WEB瀏覽器等。 4、UG特點(diǎn): (1)其具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和工程圖等功能。 在設(shè)計(jì)過程中可以進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)受力分析、運(yùn)動模擬提高設(shè) 計(jì)的可靠性。 (2具有強(qiáng)大的復(fù)合建模技術(shù),可將實(shí)體建模、曲面建模、線框 建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體。 ?。?)其曲面建模功能較強(qiáng)大,特別適用于汽車輪廓設(shè)計(jì),汽輪葉 片的設(shè)計(jì)等復(fù)雜的曲面造型設(shè)計(jì)。 綜上所述,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的三維建模方面多運(yùn)用直線、圓弧等,根據(jù)上術(shù)列舉的三維建模軟件之間的特點(diǎn)比較,我選擇運(yùn)用Solidworks來進(jìn)行三維仿真。對于初學(xué)者而言,建議運(yùn)用Solidworks來進(jìn)行三維模擬,比較容易上手。 參考文獻(xiàn): 1. 吳宗澤 羅圣國主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程手冊》 高等教育出版社 1996.4 2. 王宗發(fā)主編 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)》北京理工大學(xué)出版社 1998.2 3. 汪愷主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》第三卷 機(jī)械工業(yè)出版社 1996.10 4. 濮良貴 紀(jì)名剛主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版 高等教育出版社 2001.6 5. 賈耀卿主編 《機(jī)械零件手冊》中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1995.9 6. 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 編 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》上冊 1985.7 7. 秦曾煌主編 《電工技術(shù)》第五版 高等教育出版社 1998.5 4、 方案論證: 爬樓液壓舉升機(jī)器人三維建模仿真方面: 方案一:利用UG三維繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于UG軟件的強(qiáng)大功能可以在液壓爬樓舉升機(jī)器人的上下板設(shè)計(jì)時(shí)可以進(jìn)行有限元分析、承受的力分析,是個(gè)很好的選擇,但是該軟件對于操作者的熟練操作程度有著嚴(yán)格的要求,對于我們設(shè)計(jì)的實(shí)物,運(yùn)用UG可能會比較麻煩。因此不選擇此方案。 方案二:運(yùn)用Solidworks進(jìn)行三維建模。SolidWorks是一個(gè)簡單、易學(xué)、易用的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件,在整個(gè)三維設(shè)計(jì)行業(yè)內(nèi)已被廣泛應(yīng)用。該軟件在我們大學(xué)生中應(yīng)用最多,而且用起來比較容易,比較適合用于我們的液壓舉升機(jī)器人中各類零件的建模,比較方便。因此選用次方案。 5、 進(jìn)度安排: 3-4周 資料收集,英文翻譯 5-6周 文獻(xiàn)綜述,開題報(bào)告 7-8周 三人小組完成總體方案設(shè)計(jì),確定最終方案 9-10周 三人協(xié)調(diào)完成爬樓舉升機(jī)三維建模,完善細(xì)節(jié) 11-12周 整體設(shè)計(jì)修改完善 13-14周 完成裝配圖、零件圖 15-16周 修改設(shè)計(jì)說明書,打印圖紙,準(zhǔn)備答辯 六、指導(dǎo)教師意見: 簽字: 年 月 日 七、教研室(或開題審查小組)意見: 簽字: 年 月 日- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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