買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2013 年 06 月 06 日 設(shè)計(jì)題目 氣動(dòng)肌肉并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 院系名稱 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 目 錄 . 1 中文 摘要 . 1 英文摘要 . 1 1 緒 論 . 1 題研究背景及意義 . 1 動(dòng)肌肉并聯(lián)系統(tǒng)的研究意義 . 1 究現(xiàn)狀 . 2 統(tǒng)組成的重要元件 . 3 動(dòng)肌肉 . 3 . 3 . 4 . 5 . 5 速開關(guān)閥 . 8 . 8 . 9 . 9 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 10 . 10 體設(shè)計(jì)思路 . 10 動(dòng)肌肉的選型 . 10 統(tǒng)中氣動(dòng)肌肉的連接 . 11 統(tǒng)外形的設(shè)計(jì) . 11 鉸在系統(tǒng)中的應(yīng)用 . 12 心立柱 . 13 . 13 . 13 統(tǒng)上下層的連接 . 14 統(tǒng)上層旋轉(zhuǎn)角度的驗(yàn)算 . 14 護(hù)罩的選擇 . 15 感器的選擇與安裝 . 16 移傳感器 . 16 力傳感器 . 18 角傳感器 . 18 動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選型 . 20 源處理單元（三聯(lián)件） . 20 的選擇 . 20 塊的設(shè)計(jì) . 21 結(jié) . 23 3 系統(tǒng)控制策略 . 24 . 24 . 25 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 概述 . 25 關(guān)與跳線 . 25 （ 發(fā)生電路） . 30 述 . 30 . 31 電路模塊介紹 . 38 電路圖 . 42 路輸入值 . 42 路輸出值 . 43 序圖 . 44 . 46 . 47 總 結(jié) . 48 致 謝 . 49 參考文獻(xiàn) . 50 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘要 本論文的內(nèi)容是氣動(dòng)肌 肉并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)主要由上下兩層平臺(tái)組成。 氣動(dòng)肌肉是一種具有類似人類肌肉輸出特性的柔性執(zhí)行器，它是根據(jù)人類肌肉的運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)而成。氣動(dòng)肌肉既具有清潔、質(zhì)量輕、價(jià)格低、易維護(hù)等氣動(dòng)元件的優(yōu)點(diǎn)，與氣缸相比，還具有較大的功率 /體積比和功率 /質(zhì)量比，并且有良好的柔順性。 本文所講述的并聯(lián)系統(tǒng)可用在艦船上，作用是在顛簸的外部環(huán)境中提供一個(gè)穩(wěn)定的平臺(tái)，以適應(yīng)科研或者生活的要求。以氣動(dòng)肌肉并聯(lián)關(guān)節(jié)為基礎(chǔ)的所開發(fā)的平臺(tái)，具有價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率 /質(zhì)量比高等優(yōu)點(diǎn)。 本文介紹了基于氣動(dòng)肌肉并聯(lián)關(guān)節(jié)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括平 臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、組成系統(tǒng)的元件的選型與設(shè)計(jì)、氣動(dòng)元件的選型與設(shè)計(jì)、高速開關(guān)閥的控制策略等幾方面的內(nèi)容。繪制出了組成系統(tǒng)的各個(gè)零件圖和裝配圖并簡(jiǎn)單介紹了系統(tǒng)的控制策略。 由于時(shí)間有限，對(duì)氣動(dòng)肌肉的控制方法、整個(gè)系統(tǒng)的特性等問題還需要進(jìn)一步的研究。 關(guān)鍵詞： 氣動(dòng)肌肉，并聯(lián)系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is of a is up of a a is a as is to of It of by of as as we be on It is So its If we a it of of of At we a of to of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1 緒 論 題研究背景及意義 動(dòng)肌肉并聯(lián)系統(tǒng) 的研究意義 自 18世紀(jì) 60年代的工業(yè)革命開始，人類社 會(huì)走上了一條飛速發(fā)展的道路 ，人類對(duì)自然資源的開發(fā)利用也跨入新時(shí)代。然而，在經(jīng)歷了將近 300年的發(fā)展之后，人們不得不面對(duì)這樣一個(gè)嚴(yán)峻的問題，那就是日漸減少的內(nèi)陸資源比如石油、天然氣、煤炭、礦石等已無法滿足人類繼續(xù)發(fā)展的需求。于是，廣袤而又資源豐富的海洋便成為了人類 探索 開發(fā)的下一站。如今， 海洋已經(jīng)成為了人類探索的重要領(lǐng)域，在海上進(jìn)行的探測(cè)活動(dòng)等也越來越多。 不過 ， 相對(duì)于陸地上生活以及科研活動(dòng) 的便利 ，海上作業(yè)通常 都是比較難以進(jìn)行的，究其原因，主要是海洋上波浪起伏不定，行駛的船也勢(shì)必會(huì)隨著波浪上下顛簸。人類對(duì)此往往難以適應(yīng) ；而且， 現(xiàn)代的科技儀器往往精度很高，需要在相當(dāng)穩(wěn)定的環(huán)境下進(jìn)行工作，如果也隨著船不停的顛簸，那么對(duì)儀器的精度會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。因此，無論是從生活的角度還是從科研的角度來看，能在船上保持平穩(wěn)的儀器都有很大的用處。 基于氣動(dòng)肌肉并聯(lián)關(guān)節(jié)而設(shè)計(jì)的 并聯(lián)系統(tǒng) 可以在船顛簸時(shí)保證 系統(tǒng)上層 穩(wěn)定不動(dòng)，用于科研時(shí)，將測(cè)量?jī)x器放在 系統(tǒng)上層 平臺(tái)上，就可以保證測(cè)量精度。船載雷達(dá)、攝像機(jī)、重力儀、夜視儀等也都需 要 穩(wěn)定的系統(tǒng)來保證位置 。 如果能夠控制成本 ，就可以做成床、桌子、椅子等，讓船上的人可以像在陸地上一樣的睡覺、吃飯，完全不影響人們的正常生活。 一般說來，對(duì)應(yīng)用于顛簸環(huán)境中的穩(wěn)定 系統(tǒng) 的基本要求就是 要響應(yīng)較快、精度較高、抗干擾能力強(qiáng)。 根據(jù) 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 的搖擺幅度和搖擺周期來補(bǔ)償縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)，確保在搖擺范圍內(nèi)做到隨遇調(diào)平 1。 傳統(tǒng) 并聯(lián)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式主要 有機(jī)電式和電液式兩種，相比這兩者，基于氣動(dòng)肌肉并聯(lián)系統(tǒng) 的功率重量比大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本遠(yuǎn)低于前兩者，而且還具有減震防沖擊的功能，因此，對(duì)基于氣動(dòng)肌肉并聯(lián) 系統(tǒng) 的研究有著十 分重要的意義，將可能成為未來穩(wěn)定系統(tǒng) 的研究方向。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 究現(xiàn)狀 在國內(nèi)外的一些研究所中，對(duì)以氣動(dòng)肌肉并聯(lián)關(guān)節(jié)為基礎(chǔ)的穩(wěn)定系統(tǒng) ，已經(jīng)有了一些研究成果，可以拿來借鑒。 日本東京工業(yè)大學(xué)采用壓力閉環(huán)和 位置閉環(huán)的級(jí)聯(lián)控制算法來控制由四根對(duì)稱分布?xì)鈩?dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)系統(tǒng) （圖 1其對(duì)角的兩根氣動(dòng)肌肉只用一個(gè)比例閥控制 2。德國杜伊斯堡 圖 1通過幾何分析求出平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的極限范圍。德國波鴻應(yīng)用科技大學(xué)研究由六根氣動(dòng)肌肉構(gòu)成的倒立型 用于運(yùn)動(dòng)模擬器（圖 1用帶延遲補(bǔ)償?shù)?3。 北京理工大學(xué)研究由四根對(duì)稱分布?xì)鈩?dòng)肌肉構(gòu)成的并聯(lián)系統(tǒng) （圖 1比例壓力閥控制單根氣動(dòng)肌肉的跟蹤誤差小于 。 浙江大學(xué)的陶國良等正在進(jìn)行氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的 3自由度平臺(tái)和多自由度仿人腿的控制研究 5（圖 1。 圖 1動(dòng)模擬器簡(jiǎn)圖 圖 1動(dòng)肌肉球面并聯(lián)機(jī)器人 圖 1自由度機(jī)械手 圖 1并聯(lián)平臺(tái) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 圖 1動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng) 3自由度平臺(tái) 統(tǒng)組成的重要元件 動(dòng)肌肉 隨著氣動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展 ，新型氣動(dòng)元件及其應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，氣動(dòng)肌肉 就是其中的典型代表之一，除具有氣壓傳動(dòng)技術(shù)所具有的成本低、清潔、安裝簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)外，還具有高功率 /質(zhì)量比、自然柔順性、與生物肌肉力學(xué)特性類似的優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多研 究者的關(guān)注，也正發(fā)展成為氣動(dòng)及機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)。 氣動(dòng)肌肉是一種具有類似人類肌肉輸出特性的柔性執(zhí)行器，它是根據(jù)人類肌肉的運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)而成， 其結(jié)構(gòu)雖然很多，但 主要 還是 由橡膠管和編織網(wǎng)組成 6。當(dāng)對(duì)橡膠筒套充氣時(shí)，橡膠筒套因彈性變形壓迫外部編織網(wǎng)，由于編織網(wǎng)剛度很大，限制其只能徑向變形，直徑變大長度縮短。此時(shí)，如果將氣動(dòng)人工肌肉與負(fù)載相聯(lián)，就會(huì)產(chǎn)生收縮力 ，收縮力的大小與元件的幾何尺寸、制造材料和充氣壓力有關(guān) ；反之，當(dāng)放氣時(shí)氣動(dòng)人工肌肉彈性回縮，直徑變細(xì)，長度增加，收縮力減小。但是，氣動(dòng)肌肉在無壓狀態(tài) 下輸出力為零，無承載能力。氣動(dòng)肌肉的運(yùn)動(dòng)方式和力長度特性酷似生物肌肉，既具有清潔、質(zhì)量輕、價(jià)格低、易維護(hù)等氣動(dòng)元件的優(yōu)點(diǎn)，與氣缸相比，還具有較大的功率 /體積比和功率 /質(zhì)量比，并且由于其力 位移關(guān)系特性與人類肌肉特性相似而具有很好的柔順性。因此，氣動(dòng)肌肉在機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化和仿生機(jī)械中具有廣泛的應(yīng)用前景 7。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 氣動(dòng)肌肉與傳統(tǒng)氣缸相比，有著不少優(yōu)點(diǎn) 8： 0倍于相同直徑氣缸所產(chǎn)生的力，在初始收縮時(shí)收縮力最大，隨著收縮率的增大而減?。?由于沒有運(yùn)動(dòng)部件，可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng) （最大可達(dá) 500m/0m/s，依賴于壓力、負(fù)載和固定裝置）； 于摩擦力小，因而可以實(shí)現(xiàn)低俗運(yùn)動(dòng)； 世界上唯一能被卷折起來隨身攜帶的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器； 密封、無泄漏，適合惡劣的工作環(huán)境，包括水下工作； 過簡(jiǎn)單壓力調(diào)節(jié)就可以實(shí)現(xiàn)中間位置定位，也可用于提取和平衡裝置； 相同直徑氣缸重量的 1/8，適合作為運(yùn)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)器 。 但是也存在一定的缺點(diǎn) 9： 圖 1動(dòng)肌肉外形圖 圖 1氣動(dòng)肌肉的伸縮與拉長 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 動(dòng)肌 肉空載時(shí)可達(dá) 20%，有 載時(shí)只可達(dá)到 10%；而有的傳統(tǒng)氣缸可達(dá)到 40%）； 有時(shí)變性，使準(zhǔn)確制其位移十分困難； 動(dòng)肌肉自身溫度會(huì)發(fā)生變化，隨著溫度的變化，其性能也會(huì)改變。這給高精度控制帶來困難 。 展歷史 氣動(dòng)肌肉是從人工肌肉發(fā)展而來，目前氣動(dòng)肌肉的種類繁多。最早的雛形出現(xiàn)在 1936年美國 結(jié)構(gòu)原理和 其工作原理卻是利用徑向膨脹而不是軸向收縮將煤塊搗碎，目的是在采煤工 業(yè)中替代黃色炸藥。而且，其工作介質(zhì)是液壓油而不是氣體。 1949年美國 10。這種氣動(dòng)肌肉不論從結(jié)構(gòu)原理還是從工作原理都與 是其壓縮空氣不是來自壓縮機(jī)，而是來自裝置內(nèi)部點(diǎn)燃火藥產(chǎn)生的壓縮空氣。 1958年美國 11，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，并給出了第一個(gè)描述力大小的方程。同一時(shí)期，美國醫(yī)生 J. L. 人大多數(shù) 認(rèn)為 1962年，美國 進(jìn)行了大量的數(shù)學(xué)分析，其借鑒了 管這種系統(tǒng)似乎在康復(fù)領(lǐng)域非常有前途，但由于供氣困難和連續(xù)控制困難導(dǎo)致在其應(yīng)用領(lǐng)域一度被電馬達(dá)替代。 1986年，日本 為 將之應(yīng)用于兩種工業(yè)機(jī)器人 0年代末期，德國 稱之為 最大的特點(diǎn)是將編織網(wǎng)嵌入橡膠管的橡膠中，這樣能夠大大增強(qiáng)氣動(dòng)肌肉的疲勞壽命。 目前對(duì)氣動(dòng)肌肉研究較多的有英國索爾福德大學(xué)、美國華盛頓大學(xué)、法國國家應(yīng)用科學(xué)院，日本東京工業(yè)大學(xué)等。國內(nèi)的有哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)等 12。 000年新概念氣動(dòng)產(chǎn)品。它以螺紋來進(jìn)行配買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 合，更加精確。 該產(chǎn)品將柔性管和由堅(jiān)韌纖維組成的菱形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相結(jié)合。當(dāng)氣體流入柔性管時(shí)，肌 肉 就會(huì) 向周圍擴(kuò)張，產(chǎn)生巨大的拉力。在自動(dòng)化應(yīng)用場(chǎng)合，氣動(dòng)肌 肉 非常靈活，可產(chǎn)生相當(dāng)于傳統(tǒng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)力 10倍的沖力以及極大的加速度，反應(yīng)靈敏，無爬行現(xiàn)象 。 總的來說，氣動(dòng)肌肉可以用在兩種情況下 13: 動(dòng)肌肉和彈簧的特性相似，它的長度隨外力的大小改變而改變，近似符合胡克定律： F=種情況下的氣動(dòng)肌肉與彈簧相比的優(yōu)點(diǎn)是剛度和預(yù)緊力都可以被很容易的改變。在恒壓力和恒體積下，它都可以作為一個(gè)彈簧被使用，而且它能完美的發(fā)揮彈簧效果。因此，氣動(dòng)肌肉在很多場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng) 用，如可應(yīng)用在夾持器，剎車裝置，機(jī)械臂的重力補(bǔ)償裝置中所需用的彈簧等； 可以帶一定負(fù)載作為單作用執(zhí)行器工作。假設(shè)氣動(dòng)肌肉上承受恒定負(fù)載，那么在靜止?fàn)顟B(tài)下，它就會(huì)有一定的伸長量。當(dāng)開始對(duì)肌肉加壓時(shí)， 當(dāng)受壓時(shí)，氣動(dòng)肌肉會(huì)以最佳動(dòng)態(tài)特性和最低空氣消耗達(dá)到最大力輸出。 氣動(dòng)肌肉的壓縮能力受載荷和壓力等級(jí)影響，而當(dāng)載荷一定時(shí)，通過改變壓力，可使氣動(dòng)肌肉達(dá)到預(yù)先要求的一定位置。即可用氣動(dòng)肌肉組成一位置控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的定位控制。氣動(dòng)肌肉的這種特性可應(yīng)用在提升物體，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位置控制 ,流水 線上分揀重物的機(jī)構(gòu)等。 氣動(dòng)肌肉的最簡(jiǎn)化模型如下 14： 2 22 ( 3 c o s 1 )4圖 1氣動(dòng)肌肉的兩種應(yīng)用方式 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 式中 為氣動(dòng)肌肉的有效長度，為纖維編織線與氣動(dòng)肌肉軸向之間的夾角 。 15在下圖中分別給出，可以通過特征曲線來實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)肌肉的控制。但是顯然這個(gè)控制曲線不是線性的，這就意味著要實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)肌肉的控制是非常復(fù)雜的過 程。 圖 1的特征曲線 圖 1特征曲線 圖 1特征曲線 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 速開關(guān)閥 性介紹 隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，氣動(dòng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，數(shù)字式氣動(dòng)元器件的研發(fā)成為氣動(dòng)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。高速開關(guān)電磁閥就是一種數(shù)字式電氣轉(zhuǎn)換控制元件，采用脈沖流量控制方式，利用脈沖電信號(hào)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。其與伺服閥、比例閥相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉、抗污染能力強(qiáng)、可與計(jì)算機(jī)及 接接口等特點(diǎn)，但控制精度和響應(yīng)速度不如伺服閥和比例閥。與伺服閥和比例 閥采用連續(xù)控制方式不同，高速開關(guān)閥采用脈沖流量控制方式，比較常用的是采用脈寬調(diào)制 (式。 實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng) 中使用的高速開關(guān)閥為 一個(gè)單電控的兩位三通閥。工作電壓是 24V(工作壓力可以為 8接口的連接方式為螺紋連接，可靠且精度較高。工作介質(zhì)為過濾壓縮空氣。特點(diǎn)主要有 16： (1)耐腐蝕能力較強(qiáng)：耐腐蝕等級(jí)為 2級(jí)，即：要求元件具有一定的耐腐蝕能力，外部可視元件帶有基本涂層，直接與工業(yè)環(huán)境或諸如冷卻液或潤滑劑等介質(zhì)接觸。 (2)響應(yīng)時(shí)間短，在帶有快速切換電 子元件的情況下，開 /關(guān)響應(yīng)時(shí)間分別為 3/ 圖 1特征曲線 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 (3)最大切換頻率有 280以滿足實(shí)驗(yàn)的需要。 脈寬調(diào)制 (利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。 它的主要原理是通過改變占空比（即一定周期 電平占據(jù)的時(shí)間 的比值），來實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制。在流體控制系統(tǒng)中，最普通的控制信號(hào)是連續(xù)變化的電壓和電流。而對(duì)于工控機(jī)來說，只有控制信號(hào)在通或斷的條件下，才能用調(diào)制 脈沖寬度的方法對(duì)流體控制氣動(dòng)進(jìn)行控制。因此，可以采用工控機(jī)來生成 將至輸入高速開關(guān)閥的控制電路，以控制電路的通 /斷電，并進(jìn)而控制高速開關(guān)閥（二位三通）接入回路的位置，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)肌肉的充氣和放氣過程。 章結(jié)構(gòu) 全文共有四章，結(jié)構(gòu)如下： 第一章是概述，主要介紹了課題背景，相關(guān)資料，并對(duì) 系統(tǒng) 所需要的重要元件做一個(gè)大概的介紹。 第二章對(duì)氣動(dòng)肌肉 并聯(lián)系統(tǒng) 作了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 系統(tǒng) 所需元件的選型，設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的確定，對(duì)氣動(dòng)控制部分 進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì) 。 第三章 對(duì) 系統(tǒng)的控制策略做 了 介紹。 第四章主要總結(jié)了本篇文章所介紹的內(nèi)容 ，并總結(jié)了個(gè)人做 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)以來的一些心得 圖 1簡(jiǎn)單脈沖信號(hào) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 2 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 統(tǒng) 機(jī)械結(jié)構(gòu) 體設(shè)計(jì)思路 整個(gè) 系統(tǒng)由兩組平臺(tái)組成，上部分平臺(tái)為運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)，下部分平臺(tái)為穩(wěn)定平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)產(chǎn)生模擬 類似波浪的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，平臺(tái) 的 運(yùn)動(dòng)通過位移傳感器，傾角傳感器和位移傳感器傳至控制中心，只要有合適的控制策略和軟件，就可以通過控制高速開關(guān)閥使下部肌肉產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，與上部肌肉的運(yùn)動(dòng)疊加后最終使上平臺(tái)保持穩(wěn)定。 動(dòng)肌肉的選型 氣動(dòng)肌肉是整個(gè) 系統(tǒng) 的執(zhí)行元件， 而且也是需要直接購買的元件，因此，首先應(yīng)當(dāng)選擇氣動(dòng)肌肉的型號(hào)，尺寸。 首先選擇 司的氣動(dòng)肌肉，主要有三種型號(hào) 15 ： 表 2三種不同直徑的氣動(dòng)肌肉比較 型號(hào) 承受最大壓縮力 壓力范圍 最大伸縮比 400N 0 80% 1200N 0 60% 4000N 0 65% 設(shè)定 平臺(tái)所承受的力大約為 1000N，在所需的力相同的情況下，直徑越大則長度越小，可以使用 司 產(chǎn)品資料可知 ，得出在行程 120力設(shè)定 6需力 1000N 的情況下，直徑 20額定長度為 1653徑 4080然，應(yīng)當(dāng)選直徑 40肌肉，此時(shí)的肌肉出廠時(shí)長度為600伸縮的范圍為 150肌肉的最大長度為 618小長度為 450以選定 540肌肉安裝在 系統(tǒng) 靜止時(shí)的長度。在以后計(jì)算時(shí)近似認(rèn)為肌肉的長度變化范圍為 20% ，即從 480 600 系統(tǒng)上 平臺(tái)的肌肉并不需要承受很大的負(fù)載，因此，從體積的角度考 慮，可直接選取直徑為 10小型氣動(dòng)肌肉。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 統(tǒng)中 氣動(dòng)肌肉的連接 無論哪個(gè)平臺(tái)都要與氣動(dòng)肌肉相連接，要使 系統(tǒng) 能隨肌肉的伸長、縮短和轉(zhuǎn)動(dòng)而上下擺動(dòng)，選擇三自由度的球鉸來進(jìn)行連接。 系統(tǒng) 需要能夠上下各 15轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，要求球鉸可以旋轉(zhuǎn) 30。查看 司的 圖 2共有四種型號(hào) 17： 慮到肌肉的長度，下半平臺(tái)選用兩邊的螺紋分別是 上半平臺(tái)的球鉸應(yīng)略小于 于 25 此，選用 邊螺紋分別是 8 圖 2鉸 統(tǒng) 外形的設(shè)計(jì) 上下兩組平臺(tái)形狀基本一致，只是尺寸略有不同，按對(duì)稱結(jié)構(gòu)，動(dòng)平臺(tái)采用圓形，三個(gè)鉸支點(diǎn)沿同一圓周均勻分布，圓半徑在 200 250間。為便于和電控柜（固定比例閥，氣源處理單元等）的連接， 系統(tǒng)下 平臺(tái) 的 下平臺(tái)采用正方形，而 下平臺(tái)的 上平臺(tái)采用圓形，可以適當(dāng)節(jié)省材料。 系統(tǒng)上 平臺(tái) 的 下買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 平臺(tái)與 系統(tǒng)下平臺(tái)的 上平臺(tái)連接在一起，也為圓形，上平臺(tái)同樣為圓形。具體結(jié)構(gòu)見圖 2 鉸 在系統(tǒng)中的應(yīng)用 在運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)由于尺寸較小，可以在平臺(tái)上打螺紋孔，直接將球鉸擰入螺紋孔中即可。而穩(wěn)定平臺(tái)的尺寸很大，應(yīng)該采用一個(gè)平臺(tái)與球鉸的連接裝置，如圖 2示，左邊有四個(gè)孔可以與平臺(tái)用螺栓相連接，而右邊凸出的部分中間有一螺紋孔，用來與球鉸（圖 2左半部分相連，這樣可以有效的將平臺(tái)與球鉸連接起來。 球鉸與肌肉之間也要通過類似的元件相連接，肌肉可以分為上下兩部分，兩部分的連接件是不同的，因?yàn)橄虏糠衷谶B接球鉸和肌肉的同時(shí) 也要連接給肌肉供氣的氣管，需要額外打孔來通氣。以下平臺(tái)為例， 肌肉上半部分的連接件如圖 2示，左邊有外螺紋，可以直接與肌肉相配合，而右邊有螺紋孔，與球鉸相配合。下半部分連接件如圖 2示，與上半部分不同的是在中間開有一個(gè)螺紋孔，可以與氣管相連接，氣體可以通過球鉸肌肉連接件進(jìn)入氣動(dòng)肌肉，從而控制肌肉的伸縮。運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)的連接件與穩(wěn)定平臺(tái)相仿。 圖 2臺(tái)示意圖 圖 2臺(tái)球鉸 連接件 圖 2部球鉸肌肉連接件 圖 2部球鉸肌肉連接件 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 心立柱 中心立柱在平時(shí)起著支系統(tǒng)的作用，并且當(dāng)系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng) 時(shí)是以立柱上面的球鉸球心為中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，因此，立柱的長度是最為重要的一個(gè)尺寸，只有當(dāng)長 度選取合適時(shí)，才可以使系統(tǒng) 能夠達(dá)到理想的旋轉(zhuǎn)角度。 立柱長度應(yīng)為從下平臺(tái)到上平臺(tái)中所有零件的長度之和減去相連接部分的長度。 臺(tái)中心立柱： 平臺(tái)球鉸連接件的長度為 40鉸長度 63部球鉸肌肉連接件長度是 97始時(shí)氣動(dòng)肌肉的長度為 600上兩端連接部分的總長度為711用中取氣動(dòng)肌肉收縮 10%時(shí)的長度，即 540此時(shí)氣動(dòng)肌肉兩端連接部分的總長為 651部球鉸肌 肉連接件長度為 67鉸立柱連接件與立柱的連接長度是 26 平臺(tái)球鉸連接件與球鉸連接的長度是 鉸與下部球鉸肌肉連接件的連接長度是 24部球鉸肌肉連接件與氣動(dòng)肌肉的連接長度是 35部球鉸肌肉連接件與肌肉的連接長度是 鉸立柱連接件的長度是66 由此可以得出立柱的總長度為： 4 0 6 3 9 7 6 5 1 6 7 2 6 1 5 . 5 2 4 3 5 3 3 . 5 6 6 7 7 0l 球鉸的長度為 部球鉸肌肉連接件的長度為 60始時(shí)氣動(dòng)肌肉的長度為 130上兩端連接部分的總長度為 203用中取氣動(dòng)肌肉收縮 10%時(shí)的長度，即 117此時(shí)氣動(dòng)肌肉兩端連接部分的總長為 190部球鉸肌肉連接件的長度為 45 下平臺(tái)與球鉸的連接長度為 11鉸與球鉸肌肉連接件的連接長度為12部球鉸肌肉連接件與肌肉的連接長度為 15部球鉸肌肉連接件與氣動(dòng)肌肉的連接長度為 15 所以， 運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)的立柱長度為： 4 1 . 5 6 0 1 9 0 4 5 1 1 1 2 1 5 1