D742-三自由度运动补偿平台的设计和分析 下载积分：50　资料编号： D742

作品包括:

Word版说明书1份，共45页，约12000字

CAD版本图纸，共16张

摘     要

海上的漂浮结构物如船舶、FPSO等，在海上作业时会受到海上风、浪、流等多种因素的影响，导致工作平台发生振荡运动，不仅会影响工作人员的身体状况，导致工作效率下降，使设备不能正常工作，还会给海上作业带来安全隐患，造成不必要的损失。一般认为运动海洋浮动平台的横摇、纵摇、垂荡运动的振幅较大，对海上结构物的影响最显著。

针对海上平台运动的状况，设计了一种基于三自由度并联机构的海洋平台运动补偿装置，通过控制并联机构各个分支的油缸长度，实现对垂荡、横摇和纵摇运动的补偿。基于并联机构运动理论，建立了三自由度并联运动补偿机构的运动模型，进行了机构设计和机构分析；计算了补偿相关运动时，油缸杆长度和速度的变化状况；通过圆柱坐标的空间搜索法，搜索该机构的所能给出的运动补偿空间；并进行了该装置的机械结构设计、液压系统方案设计、系统主要机械零部件的强度校核和选型计算等。

关键词：并联机构；机构分析 ；机构设计；补偿运动空间

目  录

1 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 国内外研究 1

1.2.1 国外发展情况 2

1.2.2 国内发展情况 3

1.3 课题研究意义 3

1.4 本章小结 4

2 并联机构概述 5

2.1 三自由度并联机构构型 5

2.2 机构对比 6

2.2.1 PS-3TM-250 6

2.2.2 CARSIM-1三自由度动感平台 7

2.3 自由度计算及机构方案确定 7

2.3.1 自由度介绍 7

2.3.2 方案自由度分析 8

2.4 功能描述基本尺寸确定 9

2.5 平台方案描述 9

2.6 本章小结 10

3 运动学分析 11

3.1 逆解坐标系的建立 11

3.2 补偿要求——波浪函数建立 12

3.3 补偿空间的限制因素 13

3.3.1 杆长限制 14

3.3.2 铰链转角限制 14

3.4 分析结果 15

3.4.1 杆长变化 15

3.4.2 杆长速度变化 16

3.5 工作空间分析 16

3.5.1 坐标搜索法 17

3.5.2 工作空间（补偿空间）求解 18

3.5.3 铰链分布点的影响 19

3.5.4 杆长变化量的影响 20

3.6 本章小结 20

4 方案设计 21

4.1 上平台与下平台的设计 21

4.2 防扭臂设计 22

4.2.1 防扭臂强度分析 22

4.2.2 防扭臂上杆有限元分析 24

4.3 转动副设计 25

4.3.1 销轴弯曲强度计算 26

4.3.2 耳板强度校验 27

4.4 万向铰链设计 28

4.5 本章小结 29

5 运动补偿平台液压系统建立 30

5.1 液压缸选型校验 31

5.1.1 缸筒设计 31

5.1.2 缸径的计算 32

5.1.3 缸筒壁厚的计算 32

5.1.4 活塞杆的设计 33

5.2 液压泵的选择 34

5.2.1 确定液压泵的压力和流量 34

5.2.2 确定驱动液压泵的功率 35

5.3 本章小结 35

结论 36

参考文献 37

致谢 39

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