洁净化境下6自由度机构设计（本科毕业论文设计）.doc

摘 要

随着科学技术的发展和社会的进步，六自由度平台的应用越来越广泛，已逐渐渗透到工业生产和制造，日常生活及教育娱乐等各个领域。六自由度平台的设计问题不仅具有普遍的工程意义，还具有深入的理论意义。
本文首先分析了国内外六自由度平台的发展现状，针对建造六自由度平台系统的实验室环境和技术指标要求，在参考国内外设计平台的基础上，设计了本项目的总体设计方案。
其次是对平台进行运动学和动力学分析，在设计过程中，采用了一种丝杆和涡轮蜗杆减速器相结合的升降机构，解决了平台的垂直方向的移动；对平台中关键部件进行计算校核分析，主要是丝杆和腔体的受力计算，并利用adams和solidworks进行简单运动和受力分析。
最后设计了六自由度平台的控制系统，利用PLC控制伺服电机，根据水平传感器的采集信号，采用四点调平算法对平台进行水平调整；自由度的实现主要靠PLC对伺服电机控制，以便平台的六自由度实现。


关键词：六自由度平台，机构设计，运动学，PLC，控制算法















ABSTRACT

With the development of technology and society，the 6-DOF Motion Platform has become more and more popular in various areas，such as industrial production and manufacture , daylife, education and entertainment. As a result ,the design of the 6-DOF Motion Platform is of great significance in both project and theory.
The paper first analyzes the development situation of 6-DOF Motion Platform for domestic and foreign, meets the need for the lib environment and technical target，bases on the design of demesic and foreign, and designs the last plan for the project.
Then, the paper analyzes the kinematics and dynamics of the 6-DOF Motion Platform. At the design process, the paper adopts a new kind of lead screw and turbine worm reducer, and these two build up into the elevating mechanism, which solve the remove of vertical direction; checks and analysises the key section of the platform,which mostly inculde lead screw and cavity shell, and uses ADAMS and SolidWorks to make motion and stress analyses.
At last, the paper designs the control systerm of the 6-DOF Motion Platform, to make the platform horizon ,the systerm uses PLC to control actuating motor and bases the signal of the horizon sensor, what is more imporntant is that the systrm adopts the quatre leveling algorithm. The paltform realizes the six degrees of freedom by the actuating motor which controled by PLC.


Key words：6-DOF Platform , structure design, contrail layout , PLC, control algorithm











目 录

中文摘要 I
ABSTRACT II
1绪论 1
1.1 问题的提出 1
1.2 平台国内外研究现状 1
1.3 平台应用前景 3
1.4 本文研究主要内容及关键技术 6
1.4.1 本课题研究主要内容 6
1.4.2 本课题的关键技术 6
2六自由度运动平台总体设计 7
2.1 运动平台性能指标 7
2.2 总体方案设计 8
2.3 方案的选型分析 8
2.4 本方案设计分析 11
3机械运动系统设计 13
3.1 系统的组成和作用原理 13
3.2 水平调整机构的设计 14
3.2.1螺杆的选用及计算 14
3.2.2驱动电机校核 19
3.2.3 腔体的受力分析 20
3.3 平台的运动仿真分析 23
4控制系统设计 30
4.1 水平调整系统原理 30
4.1.1水平调整算法 31
4.1.2 水平调整计算 32
4.2电控系统 34
4.2.1系统要求 34
4.2.2 PLC硬件设备 34
4.2.3 系统特点 35
4.3 电控控制流程 36
5.总结 43
致谢 44
参考文献 45