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開題報告填寫要求
開題報告填寫要求
1．開題報告作為畢業(yè)設計答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在系審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；
3．學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）。文中應用參考文獻處應標出文獻序號，文后“參考文獻”的書寫，應按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
4．學生的“學號”要寫全號（如02011401X02），不能只寫最后2位或1位數(shù)字；
5. 有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2016年3月15日”或“2016-03-15”；
6. 指導教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。
畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告
文 獻 綜 述
1引言：
平行光管是光學實驗及計量檢測的重要設備 ,是一種高精度測試儀器 ,它可以測量微小角度位移及平 面的微小起伏 ,是目前工廠和實驗室的測試儀器之一; 同時 ,它也是照相物鏡和望遠物鏡等無限共軛成像 光學系統(tǒng)的校調(diào)和像質(zhì)檢驗不可缺少的測量基準。在檢測中，高精度平行光管對保證質(zhì)量是至關重要的。因此，有一個好的測試平臺更是重中之重。
2、本課題研究的目的：
平行光管測量儀是一種光學精密測量儀器，本課題需為平行光管測量儀設計建造一個平臺，手動實現(xiàn)要求的測量動作。要求，平行光管能沿平臺實現(xiàn)前后移動，和上下移動。
3、本課題研究的意義：
隨著科技的發(fā)展，精密定位和位移技術在國防工業(yè)、微電子工程、航空航天和生物工程等領域都發(fā)揮著重要的作用。它直接影響了整個機械行業(yè)的技術發(fā)展，決定了機械加工精度和產(chǎn)品的質(zhì)量性能，進而影響到設備的可靠性與穩(wěn)定性。如在航天航空領域中存在大量的光學儀器，要求這些儀器中的某些關鍵構(gòu)可以實現(xiàn)高精度的定位和運動分辨率，以提高成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量，獲得更好的觀測效果，同時工作環(huán)境也對此類位移機構(gòu)提出了更高的要求，如潤滑條件、安裝空間和振動等；在光電跟蹤設備中，需要對目標進行實時跟蹤，因此要求其
調(diào)節(jié)靈敏度高，響應速度快，從而使跟蹤系統(tǒng)具有較小的脫靶量，實現(xiàn)對目標準確跟蹤。 精密位移平臺是實現(xiàn)精密定位和位移的主要設備。根據(jù)考慮因素的不同可以將位移平臺進行不同的分類。
按照位移機構(gòu)的工作原理可以將位移平臺分為機械式和機電式兩種。機械式位移平臺是指通過機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)位移的平臺,用的機械結(jié)構(gòu)有絲杠、齒輪、楔塊、蝸輪蝸桿組合機構(gòu)以及柔性位移機構(gòu)等，結(jié)構(gòu)形式的不同決定了這些平臺具有不同的工作特性；機電式是將某些可以精確控制的物理量根據(jù)其變化特點以特定的形式轉(zhuǎn)化為材料的變形從而提供工作位移，如常見的電致伸縮、磁致伸縮和壓電陶瓷類位移平臺屬于此類機電式平臺。
平臺提供位移總離不開特定的機械結(jié)構(gòu)，按照導軌形式可以將平臺分為有導軌和無導軌類位移平臺。有導軌類平臺通過導軌的導向來保證在固定的方向?qū)崿F(xiàn)精確的位移和定位，如基滑動導軌和滾動導軌類的位移平臺。這些基于機械導軌的位移平臺可以實現(xiàn)較大的行程，但是由于導軌與平臺的直接接觸，存在機械摩擦、低速爬行和需要潤滑等不足，因此很難達到很高的運動精度。許多學者對空氣靜壓導軌和氣浮定位平臺進行了研究并取得了一定的成果，但是此類平臺對環(huán)境要求較高，且平臺結(jié)構(gòu)復雜，因此限制了其應用范圍。無導軌類位移平臺是一類新型的柔性位移機構(gòu)，變形是機構(gòu)主要的工作形式。全柔性機構(gòu)不包含剛性運動副，僅由柔性構(gòu)件和柔性運動副構(gòu)成。有導軌類平臺屬 于剛性機構(gòu)，是通過運動副(轉(zhuǎn)動副和移動副等)來實現(xiàn)機構(gòu)的運動轉(zhuǎn)換或者能量傳遞。
精密位移和精確定位是現(xiàn)代機械電子設備技術領域的關鍵技術之一。精密位移平臺多用于高精度儀器的精密對準和精密裝調(diào)，空間站、載人飛船、航天飛機和遙感衛(wèi)星等近地軌道航天器一般都配置有多種光學與電子設備，如望遠鏡，光學干涉儀，各類遙感設備器件以及各類相機和成像光譜儀等。為了獲得較好的觀察和觀測效果，提高遙感器件的成像質(zhì)量，在航天器總體設計過程中，需要應用具有較高的運動位移分辨率和定位精度的工作平臺，同時對環(huán)境振動、沖擊的隔離和對內(nèi)部振源的抑制也具有嚴格的要求；在生物、醫(yī)學工程的研究中，也需要采用高精度的能做快速運動的微位移工作臺對細胞進行搬動、分離、組合，對DNA分子進行拉伸并固定到隔膜上，對蛋白質(zhì)分子進行操作和生成薄膜結(jié)構(gòu)等，由于在一些情況下精密位移平臺本身就是高精度儀器中的重要組成部分，所以平臺的輕型化和微型化也是必須考慮的內(nèi)容。因此，在現(xiàn)代高科技迅速發(fā)展的今天，在高精度精密儀器領域中的精密位移平臺特別受到業(yè)內(nèi)人士的高度重視。
在已有的精密位移平臺中，傳動機構(gòu)多為絲杠和導軌傳動機構(gòu)。近年來為提高位移精度，在驅(qū)動上使用高精度滾珠絲杠的比率有了很大的提高。由于它們的標準化、系列化、通用化程度很高，又有廣闊的市場，十分有利于組織專業(yè)化大批量生產(chǎn)。隨著位移平臺速度的提高，滑動導軌的不足逐漸顯現(xiàn)出來，包括滑動導軌摩擦力較大，直線度差等。因此，這種平臺多用于移動直線度求較低的場合，導軌的使用也逐漸由滑動向滾動轉(zhuǎn)化。雖然在中國，滑動導軌的使用還占大多數(shù)，但使用滾珠導軌和滾柱導軌的平臺數(shù)量在急速上升。
隨著科學的發(fā)展和技術的進步，除了機械設備技術領域，還有很多應用領域都對位移平臺的位移定位精度提出了更高的要求。如依據(jù)半導體加工技術、1C制芯關鍵裝備(分
布光刻機等)、IC后封裝設備等對作業(yè)系統(tǒng)高速高精度的實際需求，已開展的宏／微結(jié)
合雙重驅(qū)動的高速高精度定位技術的研究，以及光纖對接、微細加工、微型機器人、自適應光學等領域?qū)芏ㄎ黄脚_的研究等。
綜上所述，針對高科技領位移平臺，應體現(xiàn)快速位移運動、安裝簡便、省空間、環(huán)保和成本低等特點。本文應對這些要求，研制了一種手動平動平臺用以配合平行光管測量的需求。
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[14]易聲耀 番存云 一種新型位移平臺力學仿真與試驗研究[J],機械設計2007(4） [15]成大光 機械設計手冊.7版。北京，化學工業(yè)出版社.2002。
畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題要完成的任務：
平行光管測量儀是一種光學精密測量儀器，某研究所需要為其購買的平行光管 測量儀設計建造一個平臺，手動實現(xiàn)要求的測量動作。
本課題利用所學設計理論與方法對該平臺進行分析與設計，解決在設計和分析過程中所遇到的具體問題。最后利用CAD軟件完成設計任務。
本課題的要求：
對本課題進行深入的分析與研究，熟悉所設計產(chǎn)品的工作原理與工作過程。熟練掌握所使用的設計軟件的一般功能，在此基礎上對軟件中運動分析進行深入的 探討，設計出滿足課題要求的產(chǎn)品。
本課題的具體工作內(nèi)容
1平行光管測量儀平臺的原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作過程詳見所給資料；
2根據(jù)給定的資料，完成平臺的分析；
3根據(jù)分析結(jié)果和總體設計構(gòu)想進行兩個平動機構(gòu)的設計；
4完成兩個平動機構(gòu)的零件圖及組裝圖。
設計要考慮的問題：
1.平行光管測試平臺外形的大小。
2平行光管測試平臺的設計成本。
3.平行光管測試平臺平動機構(gòu)控制方式。
4平行光管測試平臺實現(xiàn)平動時動力來源。
5.平行光管測試平臺平動機構(gòu)采用什么樣的運動方式。
6平行光管測試平臺平動機構(gòu)要求實現(xiàn),上下移動、前后移動。(其中上下平動要求實現(xiàn)快速移動和微調(diào)。)
7平行光管測試平臺平動機構(gòu)平動的范圍。
8平行光管測試平臺平動機構(gòu)實現(xiàn)平動時導軌的選用。
設計參數(shù)：
上下移動范圍為1500mm——2500mm，微調(diào)范圍為50mm，偏差為10um。
前后移動行程為100mm，偏差為10um。
設計準則
在平臺平動機構(gòu)設計過程中始終堅持以下原則：
①總體原則 流程決定功能，光學要求決定精度；
②功能完備性 全面響應系統(tǒng)功能和技術指標，滿足系統(tǒng)功能和系統(tǒng)技術指標要求，能夠使此次設計的平臺用運到各種需求的場合，使平臺的價值得以提高；
③可靠性和穩(wěn)定性 平臺實用可靠、使用方便、經(jīng)濟安全，可靠性較高以及有穩(wěn)定的性能指標，能夠保證其長期正常運行；
④可維護性 盡量減少維護所需的時間，提高平臺使用效率；
⑤標準化 元件選型、工作流程標準化，使測試平臺具有低的運行成本；
⑥簡單的操作使用方法，提高實驗運行效率；
⑦總體性能優(yōu)良。
設計方案：
此次設計位移平臺選用機械式。機械式位移平臺是指通過機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)位移的平臺,用的機械結(jié)構(gòu)有絲杠螺母、凸輪、配種平衡塊、手柄組合機構(gòu)以及導軌等組成。平臺平動機構(gòu)動力由實驗操作人員人工提供。
導軌的選用:導軌是由金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導移動裝置或設備并減少其摩擦的一種裝置。導軌表面上的縱向槽或脊，用于導引、固定機器部件、專用設備、儀器等。導軌有很多種，燕尾形直線導軌、矩形直線導軌、V形直線導軌 、滑動導軌、滾珠導軌、滾柱導軌等。本次設計，選用V型導軌、雙邊燕尾導軌。V導軌磨損后能自動賠償，故導向精度較高。雙邊燕尾導軌結(jié)構(gòu)緊湊、能防起伏。
傳動機構(gòu)：傳動機構(gòu)是把動力從機器的一部分傳遞到另一部分，使機器或機器部件運動或運轉(zhuǎn)的構(gòu)件或機構(gòu)。齒輪傳動機構(gòu)、鏈傳動機構(gòu)、帶傳動機構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等。本次設計采用絲杠螺母和導軌傳動機構(gòu)。
大概設計方案為：平行光管測量平臺要有四個工作面，用以分別實現(xiàn)平臺的上下平動、前后平動、水平擺動、俯仰擺動四個自由度的運動。以此來提高平行光管的應用范圍，實現(xiàn)平行光管各個角度的調(diào)節(jié)。使平臺有更好的應用價值。
其中，前后移動主要機構(gòu)由絲桿螺母、V型導軌組成。
操作方法：通過搖動絲桿螺母使平臺沿著V型導軌實現(xiàn)前后移動。導軌采用包夾形式，用來防止導軌。
上下移動主要機構(gòu)由手柄、配重平衡塊、鎖緊裝置、絲杠螺母、雙邊燕尾導軌、導柱等組成。
操作方法： 通過推或拉手柄，并配合配重平衡塊和鎖緊裝置實現(xiàn)平行光管沿著導柱的快速上下移動。微調(diào)通過搖動絲桿螺母使平行光管沿著雙邊燕尾導軌上下移動。（其中雙邊燕尾導軌由靜軌和動軌組成，雙邊燕尾導軌起導向和防起伏的作用。）
畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告
指導教師意見：
王安亮同學本次所做設計的題目是“平行光管測量平臺平動機構(gòu)設計”，該同學在查閱了相關的的資料、書籍后，撰寫完成了開題報告。
開題報告語言通順，格式規(guī)范?！拔墨I綜述”部分對研究此課題的意義進行了較為詳細的敘述，并對相關技術和研究現(xiàn)狀進行了查新，有一定的深度?！氨菊n題要研究或解決的問題和擬采用的設計方案”部分中，提出問題明確，方法基本可行，應盡快理清思路，找準研究手段和途徑，圓滿完成本次畢業(yè)設計工作。
指導教師：
2016年3月19日
所在系審查意見：
同意開題
系主任：
2016年3月20日