便携式三轴手持云台结构设计

发布时间：2017-06-10 12:16

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【摘要】：伴随着摄影技术的普及,随之而来的是在拍摄过程中所遇上的一系列问题。其中最主要的是摄影过程中画面的抖动问题。截至目前,人们用于增强稳定性的设备并不多,主要有三脚架以及斯坦尼康等。近几年发展起来的三轴手持云台就是本文的研究对象,它是一种在摄影过程中增强稳定性的器材。现有云台主要分成两类,一类是专业级的,一类是爱好者自制的云台。前者价格太贵,性价比很低;后者质量不好,稳定性差。针对现有云台面临的问题,本文设计了一套平民化的专业云台。本文首先用SolidWorks建立云台的三维模型,装配并检测零件干涉状况。利用Simulation对所设计零件进行有限元分析,改善并消除关键零件的应力集中。然后用ANSYS对整个系统做模态分析,得出前五阶共振频率、振型及模拟应变图。最后优化整体设计方案,最终提高了共振频率,降低了低频共振的概率,同时减小了发生共振时的振幅。经测试,系统达到了专业级水平,并且生产成本低,能使产品平民化。
【关键词】：三轴云台 有限元 模态分析 优化 设计
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB85
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 选题背景及意义8-9
• 1.2 三轴手持云台的简介9-10
• 1.3 国内外研究现状10-14
• 1.3.1 俄罗斯三轴手持云台研究现状11
• 1.3.2 美国三轴手持云台研究现状11-13
• 1.3.3 国内三轴手持云台研究现状13-14
• 1.3.4 三轴手持云台目前存在的问题14
• 1.4 本文研究内容和技术路线14-16
• 1.5 预期成果16-17
• 第2章 云台的结构设计及三维建模17-31
• 2.1 SolidWorks简介17
• 2.2 SolidWorks建模方法17-18
• 2.3 云台主要零部件结构概述18-19
• 2.4 涉及的主要技术参数19-20
• 2.5 材料的选取20-23
• 2.6 横滚轴设计23-26
• 2.6.1 横滚轴的受力计算23-25
• 2.6.2 横滚轴结构设计25-26
• 2.7 竖梁的设计26-28
• 2.7.1 竖梁的受力计算26-27
• 2.7.2 竖梁结构设计27-28
• 2.8 其他非标件设计28-30
• 2.9 云台装配体30-31
• 第3章 基于Simulation的有限元分析31-39
• 3.1 有限元分析概述31
• 3.2 有限元仿真软件的对比与选择31-32
• 3.3 有限元求解问题的基本思路32-33
• 3.4 横滚轴有限元分析33-36
• 3.4.1 横滚轴有限元分析过程33-35
• 3.4.2 横滚轴有限元分析结果35-36
• 3.5 竖梁的有限元分析36-39
• 3.5.1 竖梁的有限元分析过程36-37
• 3.5.2 竖梁有限元分析结果37-39
• 第4章 云台的ANSYS模态分析39-49
• 4.1 模态分析概述39-40
• 4.1.1 模态分析的目的39
• 4.1.2 模态分析一般步骤39-40
• 4.2 ANSYS简介40-41
• 4.3 模态分析过程41-42
• 4.4 模态分析结果42-46
• 4.5 结构优化46-49
• 第5章 电机及配件部分设计49-57
• 5.1 电动机的选型与设计49-54
• 5.1.1 电动机简介49-50
• 5.1.2 电动机的选择50-51
• 5.1.3 电动机的设计51-53
• 5.1.4 电机的测试与相关参数53-54
• 5.2 电源的选择54
• 5.3 编码器的应用54-57
• 5.3.1 编码器概述54-55
• 5.3.2 编码器的选择55-57
• 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-60

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本文编号：438502