紧凑型大行程电动多副同步升降机构的研究

发布时间：2017-12-22 14:54

本文关键词：紧凑型大行程电动多副同步升降机构的研究　出处：《五邑大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文研究的升降机构主要用于智能电动升降桌当中,属于一种紧凑型的升降机构。该机构具有行程大、易自锁、运行稳定的特点,非常适用于工作空间狭小、行程要求大的工作环境,具有非常强的使用价值和衍生价值。针对电动升降桌的工作环境和技术要求,首先提出了整体布局的两套方案,分别是单电机驱动以及双电机驱动升降桌,通过分析比对两者方案的综合性能,最终确定采用双电机电动升降桌方案。在整体布局的基础上,根据技术要求对电动升降桌的核心机构“升降机构”提出了三种结构设计方案,即剪叉式、丝杆钢丝绳和双螺纹升降机构。论文详细阐述了各机构的设计原则、机构特点,对其中的关键部件进行了设计计算与机构分析,并利用SOLIDWORKS进行了结构设计建模及装配。综合比对三者升降机构的综合性能,确定采用双螺纹升降机构。为了使结构设计更为可靠合理,本文对双螺纹升降机构的核心部件设计校核之后对双螺纹升降机构的力学行为特性进行了研究,包括螺纹受力模型的建立、机构的动力学稳定性分析以及运动过程力学行为变化研究等,通过研究分析升降机构运动过程中微观及宏观力的关系及变化检测整体升降机构设计的合理性与稳定性。为了使结构设计更为合理,利用有限元软件首先对升降机构进行了静力分析。通过有限元软件ANSYS建立了双螺纹升降机构有限元模型,还对双螺纹升降机构进行了模态分析。同时也计算了在电动升降桌的正常工作状态下,其桌腿内部双螺纹升降机构的六阶固有模态和振型,验证了整体升降机构的稳定性。通过分析可知,升降机构的稳定性、精度和静强度均满足产品的研制要求。随后,针对整体设计好的双螺纹升降结构本文对其控制系统进行了研究,设计出配套的电同步控制系统,利用电同步控制保证升降机构运动的同步性。最后通过升降机构物理样机试制和调试总结基本验证了本文对升降机构的设计及理论分析。综上所述,本文的研究工作可以简单归纳为以下几点:1)综述和介绍了当下面向家庭和办公用的各种电动升降桌及其升降机构的方案,并讨论了它们的优缺点;2)对电动升降桌的驱动方案及策略进行了研究,包括单电机驱动方案和双电机驱动方案;3)对剪叉式、丝杆钢丝拉绳和双级螺纹升降机构三种方案进行了结构对比和机构分析;4)提出具有完全知识产权的同轴式双级螺纹升降机构,建立其动力学模型,并对该机构的力学行为特性进行了详细分析,包括动力学稳定性分析、运动精度及运动过程研究等;5)用有限元软件ANSYS分析了双级螺纹升降机构的稳定性,对机构的核心部件进行强度校核分析;6)研究了多副双级螺纹升降机构的同步升降策略及方案,研制了面向双副双级螺纹升降机构的控制系统;7)制作了剪叉式升降机构、丝杆钢丝拉绳升降机构和双级螺纹升降机构三种方案的实物样机,并进行了相应的测试、分析和总结。
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS665.3

【参考文献】