stewart平臺電液驅(qū)動機構設計【六自由度運動平臺全套含cad圖紙】
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機械動力工程學院
畢業(yè)設計（論文）
開 題 報 告
學生姓名
學 號
專 業(yè)
班 級
指導教師
課題題目及來源：
課題題目： Stewart平臺電液驅(qū)動機構設計；題目來源：自擬。
課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
課題研究的意義：Stewart平臺具有諸多優(yōu)良特性，它在許多領域得到了廣泛應用。如戰(zhàn)車道路運動模擬器、汽車動態(tài)仿真模擬器、虛擬軸機床、汽車動態(tài)仿真器、娛樂模擬器、機器人腕部誤差補償器、6 維測力儀、接骨正位自動裝置等。Stewart 平臺機構屬于空間多環(huán)并聯(lián)機構,從結構上看,是用6 根支桿將上下兩平臺聯(lián)接而形成的,這6 根支桿都可以獨立地自由伸縮,從而實現(xiàn)上平臺相對于下平臺的6 個自由度的獨立運動。它的主要特點是：結構緊湊，具有6個自由度，剛度高、承載能力大、位置精度高、位置逆向解簡單的優(yōu)點。六自由度運動平臺由于應用場合不同，采用不同的驅(qū)動方式。目前，這種并聯(lián)機構驅(qū)動方式主要包括電機驅(qū)動滾珠絲杠驅(qū)動方式、閥控液壓缸驅(qū)動方式、氣動人工肌肉驅(qū)動方式、電動液壓混合執(zhí)行器驅(qū)動方式、壓電陶瓷驅(qū)動方式、電機驅(qū)動滑輪鋼索驅(qū)動方式等。閥控液壓缸驅(qū)動方式的優(yōu)點是剛度大、抗干擾能力強、功率-重量比和力矩-慣量比大、響應速度快、系統(tǒng)頻帶寬。Stewart平臺機構設計是否合理對平臺運動學性能、動力學性能起著決定性作用，提高平臺性能，設計出一種優(yōu)良的平臺具有一定的理論意義和實際應用價值。
國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀：自1987年Hunt提出并聯(lián)機器人結構模型以來，并聯(lián)機器人的研究受到許多學者的關注。美國、日本先后有Roney、Ficher 、Duffy 、Sugimoto等一批學者從事研究，英國、德國、俄羅斯等一些歐洲國家也在研究。迄今為止，并聯(lián)機構的樣機各種各樣，包括平面的、空間不同自由度的、不同布置方式的、以及超多自由度并串聯(lián)機構。大致來說，60年代曾用來開發(fā)飛行模擬器，70年代提出并聯(lián)機器手的概念，80年代來開始研制并聯(lián)機器人和并聯(lián)機床，90年代利用并聯(lián)機構開發(fā)起重機，日本的田和雄、內(nèi)山勝等則用并聯(lián)機構開發(fā)宇宙飛船空間的對接器。此后，日本、俄羅斯、意大利、德國以及歐洲的各大公司相繼推出并聯(lián)機器人作為加工工具的應用機構。我國也非常重視并聯(lián)機器人及并聯(lián)機床的研究與開發(fā)工作，中國科學院沈陽自動化研究所、哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、北京航空航天大學、東北大學、浙江大學、燕山大學等許多單位也在開展這方面研究工作，并取得了一定的成果。
課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法：
課題研究的主要內(nèi)容：
1. 液壓缸機械結構設計；
2. 十字鉸鏈結構設計；
3. 閥塊結構設計；
4. Stewart平臺電液驅(qū)動機構設計；
5. 完成畢業(yè)設計說明書。
采用的方法：
1. 通過查閱資料，了解電液驅(qū)動機構的組成、工作原理和結構特點；
2. 基于給定驅(qū)動機構設計參數(shù)，應用液壓缸設計公式，對Stewart平臺電液驅(qū)動缸進行結構設計；
3. 應用Matlab語言對十字鉸鏈進行結構優(yōu)化設計；
4. 應用UG三維軟件設計出Stewart平臺電液驅(qū)動機構的三維模型；
5. 應用AutoCAD軟件設計出Stewart平臺電液驅(qū)動機構的總裝配圖和液壓缸、十字鉸鏈和閥塊的零件圖。
研究過程中存在的問題和解決辦法：
本課題設計的電液驅(qū)動機構可能存在干涉問題，可以應用UG軟件設計的三維立體模型，通過UG運動分析模塊進行運動分析，解決機構干涉問題。
課題研究所需的參考文獻：
1 劉文濤. 并聯(lián)機床性能分析與研究. 哈爾濱工業(yè)大學博士學位論文 2000
2 李洪人. 液壓控制系統(tǒng). 國防工業(yè)出版社. 1990
3 張尚盈. 液壓驅(qū)動并聯(lián)機器人力控制研究. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學, 2005.
4 梁軍,付鐵. 基于Stewart平臺的并聯(lián)機床剛度分析. 現(xiàn)代制造工程, 2006
5 文福安,梁崇高,廖啟征. 并聯(lián)機器人機構位置正解. 中國機械工程, 1999
6 黃真,孔令富,方躍法. 并聯(lián)機器人機構學理論及控制. 北京:機械工業(yè)出版 社,1997
7 熊有倫, 丁漢, 李恩滄. 機器人學. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1992.
8 趙強. 六自由度艦艇運動模擬器的優(yōu)化設計及性能分析. 哈爾濱工業(yè)大學, 2003
9 黃真,杜雄. 3 /62SPS型Stewart機器人的一般線性奇異分析. 中國機械工程
指導教師審查意見：
指導教師簽字：
2008年3月21日
指導委員會意見審核意見：
組長簽字：
200 年 月 日
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