1、本科毕业论文（20 届）伸缩升降台伸缩系统设计 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文I摘 要长期以来伸缩升降台的研制一直采用传统的方法，它的生产周期长，物理样机制造成本高，而且当产品制出后，经常会出现部件、零部件之间相互干涉，而无法装配等问题。本文介绍了应用美国公司进行伸缩升降台单体虚拟制造和运动仿真的过程。还通过分析升降台的结构特征，依照对称性按照气缸推动的剪叉数量将升降台分为一副剪叉被一个气缸推动，两幅剪叉被一个气缸推动和三副剪叉被一个气缸推动的三种基本模块，然后利用虚功原理推导出三种基本模块的理论计算公式。利用 Sol
2、idWorks 对建立的伸缩升降台单体的各零部件三维实体模型进行约束和连接装配，形成伸缩升降台单体整体装配，然后通过软件进行运动仿真，仿真结果表明，可以利用该仿真平台对伸缩升降台进行性能和结构设计分析，这种方法提高了伸缩升降台设计的效率和准确性，具有一定的实用价值，为将来样机实验奠定了基础。关键词：虚拟样机技术；仿真；伸缩升降台本科生毕业论文IIAbstract:Since long ago the elevator development always uses traditional the method, its production cycle is long, the physica
3、l prototype production cost is high, moreover after product generating, can appear between frequently the part, the spare part interferes mutually, but is unable to assemble and so on the questions. This article introduced software carries on the elevator monomer hypothesized manufacture and the mov
4、ement simulation process using American .platformBy the reaserch,the mathematic model building the hydraulic pressure cage assembly analyses the hydraulic pressure cage assembly structure characteristic, the jar drives scissors fork quantity to divide hydraulic pressure cage assembly into one having
5、 the jar driving a set of scissors forks , one oil to drive two subsidiary scissors fork according to the symmetrical characteristic according to oil and one oil jar push third mate scissors fork three kind fundamental module, then make use of virtual meritorious service principle infer out three ki
6、nd fundamental module theory secretly scheme against formula.Carries on the restraint and the connection assembly using GU to the establishment elevator monomer various spare parts three dimensional full-scale mockup, forms the elevator monomer whole assembly, then inducts throh connection software
7、to carry on the movement simulation, the simulation result indicated, This method enhanced the efficiency and the accuracy which the precision planter designs, has certain practical value, will be the future prototype experiment has laid the foundation.Key word： Virtual prototyping; simulation ; Ele
8、vat本科生毕业论文I目 录第 1 章 国内外伸缩升降台的发展形势 .11.1 国外伸缩升降台的发展形势 .11.2 国内伸缩升降台的发展形势 .11.3 课题研究的目的意义及主要内容 .21.3.1 课题研究的目的意义 .21.3.2 课题研究的主要内容 .31.4 防撞预警系统工作原理 .3第 2 章 伸缩升降台的应用及其受力分析的讨论 .42.1 伸缩升降台的结构形式 .42.2 伸缩升降台机构的位置参数计算 .52.3 伸缩升降台机构的动力参数计 .6第 3 章 零部件的设计计算 .83.1 确定叉杆的结构材料及尺寸 .83.2 横轴的选取 .113.3 系统压力的初步确定 .123.
9、4 气泵的选择 .133.5 电机的选择 .133.6 方向控制阀的选用 .143.7 压力控制阀的选择 .153.8 流量控制阀的选择 .15第 4 章 伸缩升降台制造与运动仿真 .164.1 零件 .164.1.1 支撑杆 .164.1.2 长横杆 .174.1.3 短横杆 .174.1.4 导向轴 .17本科生毕业论文II4.1.5 连接杆 .184.1.6 平台 .184.1.7 机座 .194.2 装配 .194.3 仿真 .204.3.1 工作表 .204.3.2 运动曲线 .204.3.3 创建连杆 .214.3.4 创建运动副 .21第 5 章 伸缩升降台数学模型的建立 .22
10、5.1 伸缩升降台简介 .225.2 伸缩升降台的模块划分 .225.3 伸缩升降台数学模型分析 .235.3.1 虚位移原理 .235.3.2 单杆的运动分析 .235.3.3级杆组的运动分析 .245.3.4 有源组的运动分析 .26结 论 .29致 谢 .30参考文献 .31本科生毕业论文1第 1 章 国 内 外 伸 缩 升 降 台 的 发 展 形 势升降台是一种垂直运送人或物的起重机械。也指在工厂、自动仓库等物流系统中进行垂直输送的设备，升降台上往往还装有各种平面输送设备，作为不同高度输送线的连接装置。一般采用液压驱动，故称液压升降台。除作为不同高度的货物输送外，广泛应用于高空的安装、
11、维修等作业。升降台自由升降的特点目前已经广泛运用于市政维修，码头、物流中心货物运输，建筑装潢等，安装了汽车底盘、电瓶车底盘等能自由行走，工作高度空间也有所改变，具有重量轻、自行走、电启动、自支腿、操作简单、作业面大，能跨越障碍进行高空作业等 360 度自由旋转优点。1.1 国 外 伸 缩 升 降 台 的 发 展 形 势 对垂直运送的需求与人类的文明一样久远，最早的伸缩升降台使用人力、畜力和水力来提升重量。升降装置直到工业革命前都一直依靠这些基本的动力方式。 目前，瑞士格劳宾登州正在兴建的“圣哥达隧道”是一条从阿尔卑斯山滑雪胜地通往欧洲其他国家的地下铁路隧道，全长 57 公里，预计 2016 年
12、建成通车。在距地面大约 800 米的“阿尔卑斯”高速列车站，将兴建一个直接抵达地面的伸缩升降台。建成后，它将是世界上升降距离最长的一部伸缩升降台了。旅客通过伸缩升降台抵达地面后，便可搭乘阿尔卑斯冰河观光快速列车，两个小时后就能到达山上的度假村了。汽车举升机在世界上已经有了 70 年历史。1925 年在美国生产的第一台汽车举升机，它是一种由气动控制的单柱举升机，由于当时采用的气压较低，因而缸体较大；同时采用皮革进行密封，因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到 10 年以后，即 1935 年这种单柱举升机才在美国以外的其它地方开始采用。1966 年，一家德国公司生产出第一台双柱举升机，这是举
13、升机设计上的又一突破性进展，但是直到 1977 这种举升机才在德国以外的其它国家出现。现在双柱举升机在市场上以占据牢固的地位，其销量还在持续增长到 20 世纪 50 年代至 70 年代，世界上出现了许多致力于液压升降平台生产和研制的公司其是致力于液压电梯生产和研制的公司。在这些公司的努力下，液压升降平台实现了大规模的工业生产，它的结构和种类也有了很大发展，如直顶式、侧顶式、单节式、多级式、侧支绕绳式等，这些不同形式的液压升降平台可以适用于许多不同的工作环境，在许多方面为我们带来便利。随着各类更加成熟和完善的新型液压原件被用到液压升降平台上，使液压升降平台的稳定性和控制精度都有了进一步的提高。1
14、.2 国 内 伸 缩 升 降 台 的 发 展 形 势有关专家曾表示，我国已超过日本成为世界最大的新装升降机市场。由于房地产业、城市公共建设等产业发展迅速，预计未来 10 年，我国的升降机市场仍将保持每年 20%的递增速度，年本科生毕业论文2平均销售额至少 500 亿美元。然而，08 年 8 月受美国次贷危机的影响,全球经济市场出现内需萎缩。在中国本土市场，受房地产下滑，以及各种不利因素影响，直接降低了升降机市场的增幅，中国升降机市场风光大减。中国本土的升降机企业正经受着考验，迎来了中国升降机发展史上第一个严冬，各大、中、小升降机企业为度过这个严冬都做出了最大的努力。这个冬天虽然冷,但对加速中国
15、升降机行业整合，提高企业竞争力，进一步适应国际市场是一种积极的推进。纵观中国升降机业发展历程，升降机企业在飞速发展，不论是技术革新、企业规模、管理方法，中国升降机企业的竞争力在加强。现在的局势正是对中国本地升降机企业最严峻考验，有专家分析，全球金融危机虽然在短期内为中国经济增长带来了负面影响，但长期来看，却不失为一次机遇与挑战并存的战略性转折机会。企业需要理性的思索，并通过提高战略能力来掌控未来。1.3 课 题 研 究 的 目 的 意 义 及 主 要 内 容1.3.1 课 题 研 究 的 目 的 意 义升降机是一种升降性能好，适用范围大的货物举升机构，可以用于生产有高度差设备的流水线之间的货物
16、运送，物体上料，下料，举升共件装配时的部件，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及快速装卸货物等。它使用全气压系统控制，利用用气压系统有很多特点：1）以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道。 2）因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一） ，其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境。 3） 与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质等问题。 4） 工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作
17、环境中，比液压、电子、电气控制优越。 5）成本低，过载能自动保护近年来，随着社会的发展，升降台作为一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，社会生活中对升降台的需求越来越大，可用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线，下线，共件装配时部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，所以升降台的研发越来越紧迫。本论文即在于进行伸缩升降台伸缩系统设计方面进行预研，其意义在于为今后承接此类企业课题做准备。本科生毕业论文31.3.2 课 题 研 究 的 主 要 内 容伸缩台伸缩系统要求：能装载 5t 自动往反行走于间隔 12000 间距上自动关停，在工作过程中，能主动识别遇障并在碰撞前主动停止
18、前行工作，避免事故发生。伸缩台伸缩系统属于非标专机生产。从零件结构特征、伸缩台伸缩系统的性能、技术要求及结构工艺性的分析；伸缩台伸缩系统的设计；驱动系统设计；驱动轮与从动轮零件的结构设计和计算等。伸缩台伸缩系统设计方案正确完善, 伸缩台伸缩系统动作原理正确,图纸表达准确无误,尺寸及偏差,形位公差,粗糙度等标注正确。伸缩台伸缩系统零件选材合理,热处理及硬度标注准确。设计说明书计算无误, 条理清楚,依据充分,有自己的见解。1.4 防 撞 预 警 系 统 工 作 原 理防撞报警系统选用 AT89S51 单片机作为控制器，其具体工作过程如下：系统采用超声波测距的方对障碍物进行测距，首先由超声波发射电路
19、发出信号， 刺激超声波发生器发出超声波，当超声波遇到障碍物后，立即产生反射波；然后超声波接收探头接收到超声波，激励超声波接收电路向单片机传输信号。系统利用霍尔传感器测量前方障碍，通过内部程序计算障碍的行进速度。单片机控制器内部程序将该障碍时速下的距离计算出来，利用数码管组显示给用户，另外还将此距离和安全距离相比较，如果小于安全距离则利用警示灯或蜂鸣器进行声光报警；如果大于安全距离则只显示距离，不报警。本科生毕业论文4第 2 章 伸 缩 升 降 台 的 应 用 及 其 受 力 分 析 的 讨 论2.1 伸 缩 升 降 台 的 结 构 形 式本讨论的目的通过分析气动类的伸缩升降台机构特点，论述了设
20、计时应注意的问题及其应用范围。气液动伸缩升降台具有制造容易、价格低廉、坚实耐用、便于维修保养等特点。在民航、交通运输、冶金、汽车制造等行业逐渐得到广泛应用。本设计中主要侧重于小型家用式的伸缩升降台。如简图 2-1 所示：图 2-1剪叉式高空作业平台是用途广泛的高空作业专用设备，如图 2-1 所示，它的剪叉式机械结构，使升降台起升 后有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使高空作业范围更本科生毕业论文5大，并适合多人同时作业。它使高空作业效率更高，更安全。举升机构采用高强度锰钢钜形管制作。设有防止升降台超载的安全保护装置。设有防止气压管路破裂的安全保护阀。设有停电情况下的应急下降装置。
21、该产品适用于各行业高空设备安装、检修等可移动性高空作业。根据不同要求可选择不同动力形式（如：三相交流电源、单相交流电源、直流电源和内燃动力等） ，加配上手动气压装置，可在停电或无电源场所照常升降工作，并可加伸缩平台，在平台长度不足时可延伸至所需位置，从而提高工作效率 固定机构，通过分析计算可知，平台的升降行程大于导向轴的行程，在应用过程中可以实现快速控制升降的目的，但不足之处是连接杆杆受到横向力的作用，影响密封件的使用寿命。而且连接杆杆所承受的载荷力要比实际平台上的载荷力要大的多。2.2 伸 缩 升 降 台 机 构 的 位 置 参 数 计 算本设计升降机为全气压系统，相关工艺参数为：额定载荷：5000kg 最低高度：500 mm 最大起升高度：12000mm 最大高度：14000mm 平台尺寸：2600x2000mm 电源：380v,50Hz（2-1）21/sin(cos),CLHll（2-2）22(co;T上式中：H任意位置时伸缩升降台的高度；C任意位置时铰接点 F 到铰接点 G 的距离；L支撑杆的长度；支撑杆固定铰支点 A 到铰接点 F 的距离；lT机架长度（A 到 G 点的距离） ；
