車載穩(wěn)定平臺設(shè)計

車載穩(wěn)定平臺設(shè)計,車載穩(wěn)定平臺設(shè)計,車載,穩(wěn)定,不亂,平臺,設(shè)計 大 連 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 論 文 (設(shè) 計 )開 題 報 告論 文 題 目 ： 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 設(shè) 計學(xué) 院 ： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 、 班 級 ： 機(jī) 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化 （ 英 語 ） 145學(xué) 生 姓 名 ： 林 倩 雯指 導(dǎo) 教 師 （ 職 稱 ） ： 劉 明 科 （ 副 教 授 ）2017 年 12 月 30 日 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 開 題 報 告 要 求開 題 報 告 既 是 規(guī) 范 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 工 作 的 重 要 環(huán) 節(jié) ， 又 是 完 成 高 質(zhì) 量 畢 業(yè) 論 文（ 設(shè) 計 ） 的 有 效 保 證 。 為 了 使 這 項 工 作 規(guī) 范 化 和 制 度 化 ， 特 制 定 本 要 求 。一 、 選 題 依 據(jù)1.論 文 （ 設(shè) 計 ） 題 目 及 研 究 領(lǐng) 域 ；2.論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應(yīng) 用 價 值 ；3.目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢 。二 、 論 文 （ 設(shè) 計 ） 研 究 的 內(nèi) 容1.重 點(diǎn) 解 決 的 問 題 ；2.擬 開 展 研 究 的 幾 個 主 要 方 面 （ 論 文 寫 作 大 綱 或 設(shè) 計 思 路 ） ； 3.本 論 文 （ 設(shè) 計 ） 預(yù) 期 取 得 的 成 果 。三 、 論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術(shù) 路 線 或 設(shè) 計 參 數(shù) ） ；2.論 文 （ 設(shè) 計 ） 進(jìn) 度 計 劃 。四 、 文 獻(xiàn) 查 閱 及 文 獻(xiàn) 綜 述學(xué) 生 應(yīng) 根 據(jù) 所 在 學(xué) 院 及 指 導(dǎo) 教 師 的 要 求 閱 讀 一 定 量 的 文 獻(xiàn) 資 料 ， 并 在 此 基 礎(chǔ) 上 通過 分 析 、 研 究 、 綜 合 ， 形 成 文 獻(xiàn) 綜 述 。 必 要 時 應(yīng) 在 調(diào) 研 、 實(shí) 驗 或 實(shí) 習(xí) 的 基 礎(chǔ) 上 遞 交 相關(guān) 的 報 告 。 綜 述 或 報 告 作 為 開 題 報 告 的 一 部 分 附 在 后 面 ， 要 求 思 路 清 晰 ， 文 理 通 順 ，較 全 面 地 反 映 出 本 課 題 的 研 究 背 景 或 前 期 工 作 基 礎(chǔ) 。五 、 其 他 要 求1.開 題 報 告 應(yīng) 在 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 開 始 后 的 前 四 周 內(nèi) 完 成 ； 2.開 題 報 告 必 須 經(jīng) 學(xué) 院 教 學(xué) 指 導(dǎo) 委 員 會 審 查 通 過 ；3.開 題 報 告 不 合 格 或 沒 有 做 開 題 報 告 的 學(xué) 生 ， 須 重 做 或 補(bǔ) 做 合 格 后 ， 方 能 繼 續(xù) 論文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 ， 否 則 不 允 許 參 加 答 辯 ；4.開 題 報 告 通 過 后 ， 原 則 上 不 允 許 更 換 論 文 題 目 或 指 導(dǎo) 教 師 ；5.開 題 報 告 的 內(nèi) 容 ， 要 求 打 印 并 裝 訂 成 冊 （ 部 分 專 業(yè) 可 根 據(jù) 需 要 手 寫 在 統(tǒng) 一 紙 張上 ， 但 封 面 需 按 統(tǒng) 一 格 式 打 印 ） 。 一 、 選 題 依 據(jù)1 論 文 （ 設(shè) 計 ） 題 目車 載 穩(wěn) 定 平 臺 設(shè) 計2 研 究 領(lǐng) 域連 桿 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計 、 剪 叉 機(jī) 構(gòu) 、 機(jī) 電 一 體 化3 論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應(yīng) 用 價 值隨 著 社 會 快 速 的 發(fā) 展 ， 科 技 的 進(jìn) 步 ， 交 通 運(yùn) 輸 工 具 的 平 穩(wěn) 度 越 來 越 成 為 人 們 關(guān) 注的 焦 點(diǎn) 。 如 果 在 交 通 中 平 穩(wěn) 度 達(dá) 到 一 定 的 要 求 值 ， 就 可 以 大 大 減 少 運(yùn) 輸 中 帶 來 的 交 通事 故 和 經(jīng) 濟(jì) 損 失 。 從 多 方 面 考 慮 ， 針 對 這 一 問 題 提 出 了 一 種 車 載 穩(wěn) 定 移 動 平 臺 ， 主 要有 兩 個 方 面 的 運(yùn) 用 ， 一 方 面 運(yùn) 用 在 快 遞 公 司 里 ， 作 為 一 種 運(yùn) 輸 貨 物 的 智 能 車 ， 另 一 方面 作 為 一 種 自 穩(wěn) 平 衡 裝 置 ， 運(yùn) 用 在 大 型 車 輛 車 廂 上 。 對 于 現(xiàn) 在 的 大 型 快 遞 公 司 ， 存 儲 倉 庫 空 間 和 貨 物 數(shù) 量 都 非 常 大 ， 貨 物 的 擺 放 也 非常 密 集 ， 所 以 需 要 一 個 能 夠 自 由 旋 轉(zhuǎn) 、 多 方 位 移 動 、 運(yùn) 輸 貨 物 平 穩(wěn) 快 捷 又 安 全 的 可 升降 存 取 貨 物 的 智 能 運(yùn) 輸 車 。 對 于 上 述 特 點(diǎn) 的 智 能 車 在 運(yùn) 輸 過 程 中 ， 能 夠 使 載 物 平 臺 始終 處 于 平 衡 的 狀 態(tài) ， 無 論 在 上 下 坡 還 是 凹 凸 不 平 的 地 面 都 能 使 物 體 安 全 、 保 質(zhì) 保 量 的平 穩(wěn) 運(yùn) 輸 。 在 有 高 架 臺 的 存 儲 倉 庫 里 ， 此 智 能 車 可 通 過 無 線 遙 控 器 來 控 制 載 物 平 臺 升降 ， 并 可 確 定 升 降 高 度 ， 更 加 準(zhǔn) 確 方 便 的 裝 卸 貨 物 。 智 能 車 的 底 盤 采 用 最 新 全 向 輪 裝法 ， 可 以 任 意 角 度 旋 轉(zhuǎn) 、 多 方 位 移 動 ， 更 加 快 速 準(zhǔn) 確 方 便 尋 找 到 貨 物 。 綜 合 以 上 功 能 ，此 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 在 工 廠 和 大 型 快 遞 公 司 上 的 運(yùn) 用 可 以 極 大 減 少 勞 動 力 輸 出 ， 減 少 運(yùn) 輸過 程 中 產(chǎn) 品 損 壞 的 經(jīng) 費(fèi) ， 提 高 貨 物 的 運(yùn) 輸 效 率 ， 保 證 貨 物 的 質(zhì) 量 。車 載 平 臺 最 大 意 義 在 于 ， 無 論 周 圍 環(huán) 境 怎 樣 變 化 都 可 以 通 過 調(diào) 整 載 體 平 臺 運(yùn) 動 和 姿 勢 變 化 從 而 始 終 保 持 水 平 （ 相 對 大 地 穩(wěn) 定 ） 。 針 對 此 特 點(diǎn) ， 可 以 在 交 通 運(yùn) 輸 上 能夠 保 證 自 適 應(yīng) 自 穩(wěn) 移 動 ， 平 臺 始 終 不 晃 動 ， 減 少 了 運(yùn) 輸 途 中 經(jīng) 濟(jì) 損 失 、 危 險 事 故 發(fā) 生 ，大 大 提 高 行 車 的 安 全 性 能 。 提 供 旅 游 途 中 舒 適 的 環(huán) 境 ， 緩 解 人 們 在 路 途 中 的 疲 勞 程度 ， 是 一 個 人 性 化 的 裝 置 。 在 船 業(yè) 上 ， 可 以 實(shí) 現(xiàn) 在 海 洋 上 平 穩(wěn) 航 行 ， 為 民 船 和 軍 事用 船 提 供 平 穩(wěn) 地 航 海 環(huán) 境 。 可 以 在 火 山 多 發(fā) 地 震 帶 地 區(qū) ， 在 建 筑 上 運(yùn) 用 此 原 理 ， 從而 實(shí) 現(xiàn) 在 地 震 發(fā) 生 時 保 持 建 筑 的 平 穩(wěn) （ 由 于 力 的 提 供 等 原 因 可 能 實(shí) 現(xiàn) 起 來 比 較 困 難 ） 。研 究 表 明 ， 該 平 臺 在 很 多 領(lǐng) 域 都 能 起 到 非 常 有 效 的 作 用 。 如 果 平 臺 裝 置 能 夠 投 入 生 產(chǎn) ，將 加 快 交 通 運(yùn) 輸 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 提 高 運(yùn) 輸 的 效 率 和 減 少 途 中 因 道 路 原 因 導(dǎo) 致 經(jīng) 濟(jì) 損 失 、 交通 事 故 ， 進(jìn) 而 滿 足 人 們 的 生 活 、 生 產(chǎn) 的 要 求 ， 促 進(jìn) 社 會 的 進(jìn) 步 。 4 目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢穩(wěn) 定 平 臺 一 直 是 國 內(nèi) 外 相 關(guān) 領(lǐng) 域 研 究 機(jī) 構(gòu) 的 關(guān) 注 對 象 , 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 地 基 、 車載 、 艦 載 、 機(jī) 載 、 彈 載 以 及 各 種 航 天 設(shè) 備 中 。 大 約 一 百 年 前 ,國 外 的 穩(wěn) 定 平 臺 就 開 始被 利 用 起 來 。 到 目 前 ， 它 已 被 應(yīng) 用 在 涵 蓋 科 學(xué) 、 軍 事 、 商 業(yè) 等 多 個 領(lǐng) 域 ， 應(yīng) 用 于 監(jiān)視 、 導(dǎo) 彈 制 導(dǎo) 、 目 標(biāo) 跟 蹤 、 槍 炮 塔 控 制 、 通 訊 、 手 持 相 機(jī) 和 天 文 望 遠(yuǎn) 鏡 等 各 個 方 面 。與 國 外 相 比 ， 我 國 對 穩(wěn) 定 平 臺 的 開 發(fā) 和 研 究 相 對 于 世 界 先 進(jìn) 國 家 水 平 晚 了 將 近 十 幾年 。 我 國 自 主 研 發(fā) 的 穩(wěn) 定 平 臺 目 前 使 用 的 慣 性 元 件 存 在 精 度 較 低 、 嵌 入 式 技 術(shù) 跟 不 上實(shí) 際 需 要 等 問 題 。 此 外 ， 我 國 在 此 方 面 研 究 歷 史 較 為 短 暫 ， 總 體 上 落 后 于 歐 美 發(fā) 達(dá) 國家 。 但 是 隨 著 國 內(nèi) 慣 性 元 件 、 電 子 技 術(shù) 以 及 數(shù) 字 技 術(shù) 的 不 斷 進(jìn) 步 和 提 高 ， 以 及 涉 及 的機(jī) 械 設(shè) 計 技 術(shù) 、 機(jī) 構(gòu) 動 力 學(xué) 和 運(yùn) 動 學(xué) 、 傳 感 器 技 術(shù) 、 數(shù) 據(jù) 采 集 技 術(shù) 、 現(xiàn) 代 控 制 技 術(shù) 、 信 號 分 析 和 處 理 技 術(shù) 等 多 個 領(lǐng) 域 不 斷 的 完 善 ， 對 穩(wěn) 定 平 臺 的 研 究 也 越 來 越 重 視 ， 正 在逐 漸 縮 小 與 世 界 上 先 進(jìn) 國 家 的 差 距 。本 文 研 究 的 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 主 要 應(yīng) 用 于 交 通 運(yùn) 輸 ， 工 廠 貨 物 裝 卸 等 等 。 它 利 用 傳 感器 檢 測 ， 單 片 機(jī) 控 制 ， 直 線 電 動 機(jī) 驅(qū) 動 空 間 四 桿 機(jī) 構(gòu) 形 成 新 型 的 自 穩(wěn) 平 臺 ， 在 很 多 運(yùn)載 體 上 代 替 了 傳 統(tǒng) 的 液 壓 穩(wěn) 定 或 氣 缸 穩(wěn) 定 平 臺 ， 具 有 自 動 化 、 智 能 化 、 控 制 器 數(shù) 字 化和 控 制 精 度 高 等 特 點(diǎn) 。 穩(wěn) 定 平 臺 在 精 確 保 證 運(yùn) 動 體 臺 面 平 衡 的 同 時 ， 可 以 任 一 方 向 無半 徑 旋 轉(zhuǎn) ， 全 方 位 引 導(dǎo) 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 動 ； 另 一 方 面 ， 還 可 以 進(jìn) 行 臺 面 升 降 ， 豐 富 了 工 作 方面 。 利 用 計 算 機(jī) 系 統(tǒng) 優(yōu) 化 了 控 制 ， 提 高 了 臺 面 平 衡 的 速 度 和 精 度 ， 避 免 了 液 壓 和 氣 缸式 平 臺 的 平 衡 速 率 的 局 限 性 ， 因 此 具 有 很 強(qiáng) 的 生 命 力 和 廣 泛 的 應(yīng) 用 前 景 。在 未 來 ， 該 機(jī) 構(gòu) 除 了 運(yùn) 用 于 大 型 貨 物 運(yùn) 輸 ， 貨 物 裝 卸 外 ， 還 有 望 運(yùn) 用 于 地 震 多 發(fā) 地 帶 的 樓 房 建 設(shè) 中 ， 使 其 在 地 震 的 晃 動 中 始 終 保 持 上 層 物 平 穩(wěn) 。 二 、 論 文 （ 設(shè) 計 ） 研 究 的 內(nèi) 容1.重 點(diǎn) 解 決 的 問 題（ 1） 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 類 型 選 擇（ 2） 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 各 零 件 設(shè) 計 和 參 數(shù) 選 擇（ 3） 繪 制 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 裝 配 圖2.擬 開 展 研 究 的 幾 個 主 要 方 面 （ 論 文 寫 作 大 綱 或 設(shè) 計 思 路 ）（ 1） 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 特 點(diǎn) 及 功 能（ 2） 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 工 作 原 理（ 3） 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計（ 4） 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 計 算 及 校 核（ 5） 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 力 學(xué) 分 析 （ 6） 繪 制 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 零 件 圖 、 裝 配 圖3.本 論 文 （ 設(shè) 計 ） 預(yù) 期 取 得 的 成 果結(jié) 合 具 體 設(shè) 計 要 求 ， 通 過 學(xué) 習(xí) 及 查 閱 資 料 ， 全 面 了 解 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 工 作 原 理 和 結(jié)構(gòu) ， 完 成 平 臺 總 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 及 相 關(guān) 功 能 部 件 的 設(shè) 計 ， 最 終 完 成 設(shè) 計 說 明 書 ， 包 括 ： 緒論 、 正 文 、 結(jié) 論 、 參 考 文 獻(xiàn)設(shè) 計 圖 紙 ， 包 括 ： 零 件 圖 、 裝 配 圖外 文 翻 譯 一 份 三 、 論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術(shù) 路 線 或 設(shè) 計 參 數(shù) ） ；（ 1） 設(shè) 計 平 臺 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) ， 其 組 成 成 主 要 有 四 桿 機(jī) 構(gòu) 、 升 降 機(jī) 構(gòu) 、 萬 向 節(jié) 球 銷 副 機(jī) 構(gòu) 。（ 2） 電 氣 控 制 部 分 設(shè) 計（ 3） 底 盤 運(yùn) 動 部 分 設(shè) 計（ 4） 姿 態(tài) 解 算 確 定 搖 桿 的 位 置 ， 建 立 數(shù) 學(xué) 建 模 ， 確 定 平 臺 姿 態(tài) 。（ 5） 設(shè) 計 完 成 之 后 ， 通 過 matlab 軟 件 仿 真 ， 得 出 平 臺 在 不 同 運(yùn) 動 狀 態(tài) 下 的 各 個 參數(shù) 的 曲 線 變 化 情 況 ， 計 算 出 系 統(tǒng) 的 特 性 ， 是 否 滿 足 設(shè) 計 之 初 的 要 求 。2.論 文 （ 設(shè) 計 ） 進(jìn) 度 計 劃第 一 周 ： 分 析 題 目 ， 查 找 文 獻(xiàn) ， 確 定 寫 作 思 路 。第 二 周 ： 分 析 論 文 寫 作 重 點(diǎn) ， 確 定 提 綱 。第 三 周 ： 分 析 歸 納 有 關(guān) 文 獻(xiàn) ， 確 定 論 文 研 究 方 法 ， 撰 寫 開 題 報 告 。 第 四 周 ： 完 成 開 題 報 告 材 料 ， 進(jìn) 行 網(wǎng) 上 填 報 。第 五 周 ： 進(jìn) 行 開 題 報 告 答 辯 。第 六 周 ： 平 臺 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 。第 七 周 ： 平 臺 裝 置 系 統(tǒng) 的 硬 件 設(shè) 計 。第 八 周 ： 電 氣 控 制 部 分 設(shè) 計 。第 九 周 ： 底 盤 運(yùn) 動 部 分 設(shè) 計第 十 周 ： 平 臺 精 確 定 位 算 法 設(shè) 計 。第 十 一 周 ： 完 成 論 文 初 稿 。第 十 二 周 ： 修 改 論 文 。第 十 三 周 ： 完 成 論 文 終 稿 。第 十 四 周 ： 提 交 論 文 、 準(zhǔn) 備 答 辯 。 四 、 需 要 閱 讀 的 參 考 文 獻(xiàn)1 胡 壽 松 .自 動 控 制 原 理 M .北 京 :科 學(xué) 出 版 社 ,2001.2.2 武 曉 春 . 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 隨 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計 D.西 安 工 業(yè) 大 學(xué) ,2013.3 楊 汝 清 .現(xiàn) 代 機(jī) 械 設(shè) 計 :系 統(tǒng) 與 結(jié) 構(gòu) M .上 海 :科 學(xué) 技 術(shù) 文 獻(xiàn) 出 版 社 ,2000.4 李 偉 . 船 舶 液 壓 穩(wěn) 定 平 臺 的 設(shè) 計 與 分 析 D.大 連 海 事 大 學(xué) ,2010.5 羅 二 娟 ,牟 德 君 ,劉 曉 ,趙 鐵 石 . 耦 合 型 3 自 由 度 并 聯(lián) 穩(wěn) 定 平 臺 機(jī) 構(gòu) 及 其 運(yùn) 動 特 征J. 機(jī) 器 人 ,2010， 05： 681-678+694.6 李 姣 . 平 面 柔 順 四 桿 機(jī) 構(gòu) 動 力 學(xué) 特 性 分 析 與 優(yōu) 化 D.中 北 大 學(xué) ,2013.7 樊 炳 輝 ,張 凱 麗 ,王 傳 江 ,劉 圭 圭 ,張 芳 麗 .基 于 四 元 數(shù) 的 前 臂 假 肢 手 部 自 平 衡 的 設(shè) 計J.電 子 技 術(shù) 應(yīng) 用 ,2016,05: 78-81.8 喬 相 偉 .基 于 四 元 數(shù) 非 線 性 濾 波 的 飛 行 器 姿 態(tài) 確 定 算 法 研 究 D.哈 爾 濱 工 學(xué) ,2011.9 賈 瑞 才 .基 于 四 元 數(shù) EKF 的 低 成 本 MEMS 姿 態(tài) 估 計 算 法 J.傳 感 技 術(shù) 學(xué)報 ,2014,01: 90-95. 10 崔 璐 璐 .基 于 MEMS 器 件 的 姿 態(tài) 測 量 系 統(tǒng) 研 究 與 實(shí) 現(xiàn) D.大 連 ： 大 連 理 工 大學(xué) ,2009.11 范 文 兵 ,劉 春 風(fēng) ,張 素 貞 .一 種 強(qiáng) 跟 蹤 擴(kuò) 展 卡 爾 曼 濾 波 器 的 改 進(jìn) 算 法 J.控 制 與 決策 ,2006,01: 73-76.12 傅 忠 云 ,朱 海 霞 ,孫 金 秋 ,劉 文 波 .基 于 慣 性 傳 感 器 MPU6050 的 濾 波 算 法 研 究 J.壓 電 與 聲 光 ,2015,05:821-825+829.13 杜 祥 瑛 .工 業(yè) 機(jī) 器 人 及 其 應(yīng) 用 M .北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,1996.14 紀(jì) 海 . 基 于 云 計 算 的 產(chǎn) 品 平 臺 設(shè) 計 服 務(wù) 研 究 D.機(jī) 械 科 學(xué) 研 究 總 院 ,2012.15 張 華 ,吳 瓊 ,張 婷 ,李 星 河 ,張 成 春 . 一 種 改 進(jìn) 的 卡 爾 曼 濾 波 算 法 在 自 穩(wěn) 平 臺 中 的 應(yīng)用 C. 中 國 自 動 化 學(xué) 會 控 制 理 論 專 業(yè) 委 員 會 (Technical Committee on ControlTheory,ChineseAssociation ofAutomation)、 中 國 系 統(tǒng) 工 程 學(xué) 會 (SystemsEngineering Society of China).第 三 十 一 屆 中 國 控 制 會 議 論 文 集 D 卷 C.中 國 自動 化 學(xué) 會 控 制 理 論 專 業(yè) 委 員 會 (Technical Committee on Control Theory,ChineseAssociation ofAutomation)、 中 國 系 統(tǒng) 工 程 學(xué) 會 (Systems Engineering Society of China),2012:4.16 Bo Han,Yundou Xu,Jiantao Yao,Wenlan Liu,Xiangbin Li,Yongsheng Zhao. DesignandAnalysis of the Scissors Double-Ring Truss DeployableAntenna Mechanism J.Mechanism and Machine Science ,2016,11:787-799.17 Guenther Schuh,Stefan Rudolf,Stefan Breunig. Modular Platform Design forMechatronic Systems usingAxiomatic Design and Mechatronic FunctionModulesJ. Procedia CIRP,2016:50.18 Giuseppe Dito; The Necessity of Wheels in Universal Quantization Formulas,J.Commun. Math. Phys,.2015,05: 338, 523532. 附 ： 文 獻(xiàn) 綜 述 文 獻(xiàn) 綜 述引 言 穩(wěn) 定 平 臺 可 以 消 除 載 體 運(yùn) 動 和 干 擾 力 矩 的 影 響 ,可 以 獲 取 對 平 臺 變 化 的 動 態(tài) 數(shù) 據(jù) ,通 過 反 復(fù) 的 調(diào) 整 確 保 動 態(tài) 姿 態(tài) 符 合 標(biāo) 準(zhǔn) 。 因 此 ,穩(wěn) 定 平 臺 廣 泛 的 應(yīng) 用 于 各 行 各 業(yè) 中 ,其也 成 為 當(dāng) 前 國 際 上 研 究 的 重 點(diǎn) 課 題 。 無 論 是 在 民 用 還 是 在 軍 用 中 ， 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 研發(fā) 越 來 越 迅 速 ， 也 越 來 越 迫 切 ， 比 如 在 交 通 管 制 偵 測 技 術(shù) 以 及 民 用 檢 測 上 ， 雷 達(dá) 車 的穩(wěn) 定 平 臺 、 以 及 裝 甲 車 坦 克 上 的 瞄 準(zhǔn) 平 臺 ， 一 系 列 的 需 求 促 使 了 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 迅 猛發(fā) 展 。 也 使 得 車 載 平 臺 的 應(yīng) 用 越 來 越 廣 泛 ， 要 求 也 越 來 越 高 。 平 臺 是 一 種 用 于 運(yùn) 輸 或搬 運(yùn) 貨 物 的 自 動 化 機(jī) 械 設(shè) 備 。 在 任 何 路 況 下 都 能 自 動 調(diào) 節(jié) 平 臺 角 度 ， 始 終 保 證 平 臺 相對 于 地 面 水 平 的 機(jī) 構(gòu) 。 人 們 利 用 手 柄 控 制 其 運(yùn) 動 方 向 ， 可 進(jìn) 行 360 無 死 角 運(yùn) 行 。 該 平 臺 為 物 流 運(yùn) 輸 業(yè) 帶 來 了 較 高 的 質(zhì) 量 保 證 ， 為 工 廠 中 的 商 品 搬 運(yùn) 帶 來 了 優(yōu) 質(zhì) 的 工 作 效率 ， 減 少 了 勞 動 強(qiáng) 度 ， 且 縮 短 了 完 工 時 間 ， 大 大 滿 足 了 搬 運(yùn) 業(yè) 在 防 護(hù) 上 的 要 求 。一 、 國 內(nèi) 外 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 的 概 況 與 發(fā) 展 前 景隨 著 國 家 經(jīng) 濟(jì) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 各 行 各 業(yè) 的 技 術(shù) 水 平 不 斷 提 高 ， 交 通 運(yùn) 輸 工 具 的 平 穩(wěn)度 越 來 越 成 為 人 們 關(guān) 注 的 焦 點(diǎn) 。 對 于 一 些 易 碎 易 損 壞 或 者 其 他 對 運(yùn) 輸 條 件 要 求 較 高 的特 殊 物 品 來 說 ， 保 持 運(yùn) 輸 貨 物 的 完 好 性 和 安 全 性 ， 是 現(xiàn) 代 物 流 業(yè) 中 最 為 重 要 也 是 最 棘手 的 問 題 。 對 于 貨 物 運(yùn) 輸 來 說 ， 使 貨 物 在 運(yùn) 輸 過 程 中 更 加 安 全 ， 減 少 貨 物 不 必 要 的 損壞 ， 降 低 運(yùn) 輸 廢 品 率 和 物 流 公 司 賠 償 率 十 分 重 要 。 對 于 運(yùn) 輸 人 員 來 說 ， 車 載 穩(wěn) 定 平 臺可 減 少 由 于 道 路 不 平 引 起 的 顛 簸 感 ， 尤 其 在 山 路 行 駛 中 更 為 適 用 。 滿 足 人 們 在 行 駛 途中 所 希 望 的 平 衡 感 從 而 提 高 旅 途 舒 適 度 ， 降 低 疲 勞 程 度 。與 國 外 相 比 ， 我 國 對 穩(wěn) 定 平 臺 的 開 發(fā) 和 研 制 相 對 于 世 界 先 進(jìn) 國 家 晚 了 將 近 十 幾年 ， 自 主 研 發(fā) 的 穩(wěn) 定 平 臺 使 用 的 慣 性 元 件 存 在 精 度 較 低 等 問 題 ， 嵌 入 式 技 術(shù) 也 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 跟不 上 實(shí) 際 需 要 。 此 外 ， 我 國 在 此 方 面 研 究 歷 史 較 為 短 暫 ， 總 體 上 落 后 于 歐 美 發(fā) 達(dá) 國 家 。但 是 隨 著 國 內(nèi) 慣 性 元 件 的 研 究 、 電 子 技 術(shù) 以 及 數(shù) 字 技 術(shù) 的 不 斷 進(jìn) 步 和 提 高 ， 涉 及 機(jī) 械 設(shè) 計 技 術(shù) ， 機(jī) 構(gòu) 動 力 學(xué) 和 運(yùn) 動 學(xué) ， 傳 感 器 技 術(shù) ， 數(shù) 據(jù) 采 集 技 術(shù) ， 信 號 分 析 和 處 理 技 術(shù) ，現(xiàn) 代 控 制 技 術(shù) 等 多 個 領(lǐng) 域 不 斷 在 完 善 。 對 于 穩(wěn) 定 平 臺 的 研 究 也 越 來 越 受 重 視 ， 正 在 逐漸 縮 小 與 世 界 上 先 進(jìn) 國 家 的 差 距 。本 文 研 究 的 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 主 要 應(yīng) 用 于 交 通 工 具 ， 工 廠 貨 物 裝 卸 等 等 。 它 利 用 傳 感器 檢 測 ， 單 片 機(jī) 控 制 ， 直 線 電 動 機(jī) 驅(qū) 動 空 間 四 桿 機(jī) 構(gòu) 形 成 新 型 穩(wěn) 定 平 臺 ， 在 許 多 運(yùn) 動載 體 上 代 替 了 傳 統(tǒng) 的 液 壓 穩(wěn) 定 或 氣 缸 穩(wěn) 定 平 臺 ， 具 有 自 動 化 、 智 能 化 、 控 制 數(shù) 字 化 和控 制 精 度 高 等 特 點(diǎn) 。 此 穩(wěn) 定 平 臺 在 精 確 保 證 運(yùn) 動 體 臺 面 平 衡 的 同 時 ， 可 以 任 一 方 向 無半 徑 旋 轉(zhuǎn) ， 全 方 位 引 導(dǎo) 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 動 ； 另 一 方 面 ， 還 可 以 進(jìn) 行 臺 面 升 降 ， 豐 富 了 工 作 方面 。 利 用 計 算 機(jī) 系 統(tǒng) 優(yōu) 化 了 控 制 ， 提 高 了 臺 面 平 衡 的 速 度 和 精 度 ， 避 免 了 液 壓 和 氣 缸式 平 臺 的 平 衡 速 率 的 局 限 性 ， 因 此 具 有 很 強(qiáng) 的 生 命 力 和 廣 泛 的 應(yīng) 用 前 景 。二 、 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計在 車 載 穩(wěn) 定 平 臺 隨 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計 中 提 到 的 穩(wěn) 定 平 臺 的 機(jī) 械 部 分 的 主 體 結(jié) 構(gòu) 如 下 ： 底板 外 形 尺 寸 為 ： 380 220 10（ mm） ； 外 框 采 用 的 是 O 型 結(jié) 構(gòu) ， 具 有 良 好 的 剛 性 ， 其兩 端 分 別 支 撐 在 基 座 上 的 支 撐 臂 上 ， 其 外 形 尺 寸 為 180 160 50（ mm） ， 壁 厚 8mm； 內(nèi) 框 也 為 長 方 形 盒 體 結(jié) 構(gòu) ， 盒 體 內(nèi) 用 來 安 裝 姿 態(tài) 傳 感 器 ， 其 外 形 尺 寸 為 120 13065（ mm） 。 基 本 模 型 如 圖 1 所 示 ： 圖 1基 本 模 型 圖其 穩(wěn) 定 平 臺 借 助 姿 態(tài) 傳 感 器 測 量 的 數(shù) 據(jù) ， 能 夠 計 算 出 平 臺 的 傾 斜 程 度 ， 然 后 該數(shù) 據(jù) 信 息 能 夠 被 傳 遞 到 處 理 器 中 ， 經(jīng) 過 單 片 機(jī) 數(shù) 據(jù) 處 理 ， 然 后 輸 出 控 制 信 號 ， 控 制 驅(qū)動 電 機(jī) 驅(qū) 動 平 臺 軸 轉(zhuǎn) 動 ， 使 得 平 臺 臺 體 的 姿 態(tài) 能 夠 及 時 調(diào) 整 ， 維 持 整 個 平 臺 的 平 穩(wěn) 性 ，達(dá) 到 消 除 載 體 擾 動 影 響 的 目 的 。在 船 舶 液 壓 穩(wěn) 定 平 臺 設(shè) 計 中 提 到 ： 目 前 常 用 的 船 舶 液 壓 穩(wěn) 定 平 臺 大 多 可 以 補(bǔ) 償船 舶 的 橫 搖 和 縱 搖 ,例 如 ,圖 2 所 示 的 兩 自 由 度 液 壓 穩(wěn) 定 平 臺 采 用 了 四 點(diǎn) 支 撐 調(diào) 法 ： 圖 2四 點(diǎn) 支 撐 調(diào) 平 圖這 是 一 個 典 型 的 兩 自 由 度 液 壓 穩(wěn) 定 平 臺 ,但 它 只 能 補(bǔ) 償 船 舶 的 橫 搖 和 縱 搖 。 船 舶在 海 上 還 存 在 明 顯 的 垂 蕩 運(yùn) 動 ,同 樣 會 影 響 船 載 設(shè) 備 的 正 常 工 作 ,這 就 需 要 對 船 舶 垂蕩 運(yùn) 動 進(jìn) 行 補(bǔ) 償 。 因 此 , 4在 穩(wěn) 定 平 臺 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 中 ,在 四 點(diǎn) 支 撐 調(diào) 平 法 的 基 礎(chǔ) 上 ,在平 臺 下 方 加 入 一 個 剪 叉 機(jī) 構(gòu) ,由 一 個 液 壓 缸 驅(qū) 動 ,從 而 可 以 控 制 平 臺 的 升 沉 ,對 平 臺 的垂 蕩 運(yùn) 動 進(jìn) 行 補(bǔ) 償 。 于 是 ,兩 層 的 液 壓 平 臺 變 成 了 三 層 ,如 圖 3 所 示 ： 圖 3穩(wěn) 定 平 臺 圖 穩(wěn) 定 平 臺 是 指 能 夠 使 被 穩(wěn) 定 對 象 在 干 擾 作 用 下 相 對 慣 性 空 間 保 持 方 位 不 變 ,或 在指 令 力 矩 作 用 下 按 給 定 規(guī) 律 相 對 慣 性 空 間 轉(zhuǎn) 動 的 裝 置 。 其 功 能 是 利 用 慣 性 測 量 系 統(tǒng) 和慣 性 測 量 元 件 檢 測 運(yùn) 動 載 體 的 運(yùn) 動 狀 態(tài) ,通 過 執(zhí) 行 元 件 自 動 調(diào) 整 平 臺 臺 體 的 姿 態(tài) ,克服 運(yùn) 動 載 體 的 姿 態(tài) 變 化 ,滿 足 設(shè) 備 使 用 要 求 。 主 要 由 平 臺 框 架 、 驅(qū) 動 傳 動 機(jī) 構(gòu) 、 傳 感器 裝 置 和 伺 服 控 制 單 元 組 成 。而 本 篇 所 述 的 穩(wěn) 定 平 臺 是 由 兩 組 正 交 式 四 桿 機(jī) 構(gòu) 組 成 。 用 一 個 行 程 150mm、 24V直 流 直 線 電 機(jī) 驅(qū) 動 ， 使 主 動 件 以 鉸 鏈 為 圓 心 在 一 定 角 度 范 圍 內(nèi) 往 復(fù) 擺 動 。 支 柱 下 端 用法 蘭 盤 連 接 固 定 在 機(jī) 架 上 ， 上 端 和 萬 向 節(jié) 連 接 作 為 平 臺 的 支 撐 點(diǎn) ， 在 x 軸 方 向 上 作旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動 。 萬 向 節(jié) 是 由 兩 個 球 銷 副 組 成 ， 分 別 控 制 著 x 軸 和 y 軸 方 向 上 的 運(yùn) 動 。 連桿 與 平 臺 之 間 用 兩 個 軸 承 和 一 個 軸 組 合 鏈 接 ， 構(gòu) 成 局 部 自 由 度 。 此 結(jié) 構(gòu) 能 夠 在 有 效 的時 間 里 進(jìn) 行 平 臺 角 度 調(diào) 整 ， 并 始 終 保 持 平 臺 穩(wěn) 定 平 衡 。 各 個 機(jī) 構(gòu) 在 滿 足 自 由 度 條 件 下準(zhǔn) 確 完 成 每 個 動 作 。 高 精 度 萬 向 節(jié) 的 使 用 ， 使 平 臺 能 夠 在 x軸 和 y 軸 方 向 上 作 耦 合式 型 轉(zhuǎn) 動 ， 為 平 臺 的 應(yīng) 變 能 力 提 供 了 保 證 。 自 制 局 部 自 由 度 的 機(jī) 構(gòu) ， 增 加 一 個 自 由 度 ，讓 整 個 平 臺 機(jī) 構(gòu) 變 得 更 加 可 控 靈 活 。 此 耦 合 型 并 聯(lián) 穩(wěn) 定 平 臺 機(jī) 構(gòu) 相 比 其 它 的 平 臺 機(jī) 構(gòu) ， 最 大 特 點(diǎn) 是 實(shí) 現(xiàn) 了 在 同 一 層 調(diào)節(jié) x 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 和 y 軸 的 側(cè) 偏 。 同 時 利 用 四 桿 機(jī) 構(gòu) 支 撐 平 臺 ， 并 進(jìn) 行 角 度 調(diào) 整 ， 增 大了 承 載 的 能 力 。 所 以 ， 該 結(jié) 構(gòu) 較 其 他 文 獻(xiàn) 中 的 結(jié) 構(gòu) 更 適 合 現(xiàn) 代 化 車 輛 平 穩(wěn) 移 動 的 要 求 ，符 合 未 來 交 通 運(yùn) 輸 發(fā) 展 方 向 。三 、 結(jié) 語綜 上 所 述 ， 穩(wěn) 定 平 臺 正 在 朝 著 自 動 化 程 度 高 ， 控 制 精 度 高 等 特 點(diǎn) 發(fā) 展 。 本 文 的 車載 穩(wěn) 定 平 臺 以 直 線 電 機(jī) 為 驅(qū) 動 器 的 動 力 裝 置 ， 用 具 有 兩 個 自 由 度 的 萬 向 節(jié) 機(jī) 構(gòu) 控 制 平臺 在 x-y 軸 方 向 上 旋 轉(zhuǎn) 來 實(shí) 現(xiàn) 載 體 平 臺 平 衡 穩(wěn) 定 目 的 的 機(jī) 構(gòu) ， 不 僅 能 滿 足 運(yùn) 輸 貨 物 的質(zhì) 量 要 求 和 搬 運(yùn) 貨 物 的 人 力 要 求 ， 且 市 場 價 值 很 大 ， 應(yīng) 該 是 穩(wěn) 定 平 臺 未 來 的 發(fā) 展 方 向 。 審核意見 指 導(dǎo) 教 師 評 閱 意 見 （ 對 選 題 情 況 、 研 究 內(nèi) 容 、 工 作 安 排 、 文 獻(xiàn) 綜 述 等 方 面 進(jìn) 行 評閱 ） 簽 字 ： 年 月 日教 研 室 主 任 意 見 簽 字 ： 年 月 日 學(xué) 院 教 學(xué) 指 導(dǎo) 委 員 會 意 見 簽 字 ： 年 月 日公 章 ：