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開題報告填寫要求
開題報告填寫要求
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3．學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）。文中應(yīng)用參考文獻(xiàn)處應(yīng)標(biāo)出文獻(xiàn)序號，文后“參考文獻(xiàn)”的書寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
文 獻(xiàn) 綜 述
1引言：
平行光管是光學(xué)實驗及計量檢測的重要設(shè)備 ,是一種高精度測試儀器 ,它可以測量微小角度位移及平 面的微小起伏 ,是目前工廠和實驗室的測試儀器之一; 同時 ,它也是照相物鏡和望遠(yuǎn)物鏡等無限共軛成像 光學(xué)系統(tǒng)的校調(diào)和像質(zhì)檢驗不可缺少的測量基準(zhǔn)。在檢測中，高精度平行光管對保證質(zhì)量是至關(guān)重要的。因此，有一個好的測試平臺更是重中之重。
2、本課題研究的目的：
平行光管測量儀是一種光學(xué)精密測量儀器，本課題需為平行光管測量儀設(shè)計建造一個平臺，手動實現(xiàn)要求的測量動作。要求，平行光管能沿平臺實現(xiàn)前后移動，和上下移動。
3、本課題研究的意義：
隨著科技的發(fā)展，精密定位和位移技術(shù)在國防工業(yè)、微電子工程、航空航天和生物工程等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用。它直接影響了整個機(jī)械行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，決定了機(jī)械加工精度和產(chǎn)品的質(zhì)量性能，進(jìn)而影響到設(shè)備的可靠性與穩(wěn)定性。如在航天航空領(lǐng)域中存在大量的光學(xué)儀器，要求這些儀器中的某些關(guān)鍵構(gòu)可以實現(xiàn)高精度的定位和運動分辨率，以提高成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量，獲得更好的觀測效果，同時工作環(huán)境也對此類位移機(jī)構(gòu)提出了更高的要求，如潤滑條件、安裝空間和振動等；在光電跟蹤設(shè)備中，需要對目標(biāo)進(jìn)行實時跟蹤，因此要求其
調(diào)節(jié)靈敏度高，響應(yīng)速度快，從而使跟蹤系統(tǒng)具有較小的脫靶量，實現(xiàn)對目標(biāo)準(zhǔn)確跟蹤。 精密位移平臺是實現(xiàn)精密定位和位移的主要設(shè)備。根據(jù)考慮因素的不同可以將位移平臺進(jìn)行不同的分類。
按照位移機(jī)構(gòu)的工作原理可以將位移平臺分為機(jī)械式和機(jī)電式兩種。機(jī)械式位移平臺是指通過機(jī)械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)位移的平臺,用的機(jī)械結(jié)構(gòu)有絲杠、齒輪、楔塊、蝸輪蝸桿組合機(jī)構(gòu)以及柔性位移機(jī)構(gòu)等，結(jié)構(gòu)形式的不同決定了這些平臺具有不同的工作特性；機(jī)電式是將某些可以精確控制的物理量根據(jù)其變化特點以特定的形式轉(zhuǎn)化為材料的變形從而提供工作位移，如常見的電致伸縮、磁致伸縮和壓電陶瓷類位移平臺屬于此類機(jī)電式平臺。
平臺提供位移總離不開特定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，按照導(dǎo)軌形式可以將平臺分為有導(dǎo)軌和無導(dǎo)軌類位移平臺。有導(dǎo)軌類平臺通過導(dǎo)軌的導(dǎo)向來保證在固定的方向?qū)崿F(xiàn)精確的位移和定位，如基滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌類的位移平臺。這些基于機(jī)械導(dǎo)軌的位移平臺可以實現(xiàn)較大的行程，但是由于導(dǎo)軌與平臺的直接接觸，存在機(jī)械摩擦、低速爬行和需要潤滑等不足，因此很難達(dá)到很高的運動精度。許多學(xué)者對空氣靜壓導(dǎo)軌和氣浮定位平臺進(jìn)行了研究并取得了一定的成果，但是此類平臺對環(huán)境要求較高，且平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此限制了其應(yīng)用范圍。無導(dǎo)軌類位移平臺是一類新型的柔性位移機(jī)構(gòu)，變形是機(jī)構(gòu)主要的工作形式。全柔性機(jī)構(gòu)不包含剛性運動副，僅由柔性構(gòu)件和柔性運動副構(gòu)成。有導(dǎo)軌類平臺屬 于剛性機(jī)構(gòu)，是通過運動副(轉(zhuǎn)動副和移動副等)來實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運動轉(zhuǎn)換或者能量傳遞。
精密位移和精確定位是現(xiàn)代機(jī)械電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。精密位移平臺多用于高精度儀器的精密對準(zhǔn)和精密裝調(diào)，空間站、載人飛船、航天飛機(jī)和遙感衛(wèi)星等近地軌道航天器一般都配置有多種光學(xué)與電子設(shè)備，如望遠(yuǎn)鏡，光學(xué)干涉儀，各類遙感設(shè)備器件以及各類相機(jī)和成像光譜儀等。為了獲得較好的觀察和觀測效果，提高遙感器件的成像質(zhì)量，在航天器總體設(shè)計過程中，需要應(yīng)用具有較高的運動位移分辨率和定位精度的工作平臺，同時對環(huán)境振動、沖擊的隔離和對內(nèi)部振源的抑制也具有嚴(yán)格的要求；在生物、醫(yī)學(xué)工程的研究中，也需要采用高精度的能做快速運動的微位移工作臺對細(xì)胞進(jìn)行搬動、分離、組合，對DNA分子進(jìn)行拉伸并固定到隔膜上，對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作和生成薄膜結(jié)構(gòu)等，由于在一些情況下精密位移平臺本身就是高精度儀器中的重要組成部分，所以平臺的輕型化和微型化也是必須考慮的內(nèi)容。因此，在現(xiàn)代高科技迅速發(fā)展的今天，在高精度精密儀器領(lǐng)域中的精密位移平臺特別受到業(yè)內(nèi)人士的高度重視。
在已有的精密位移平臺中，傳動機(jī)構(gòu)多為絲杠和導(dǎo)軌傳動機(jī)構(gòu)。近年來為提高位移精度，在驅(qū)動上使用高精度滾珠絲杠的比率有了很大的提高。由于它們的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度很高，又有廣闊的市場，十分有利于組織專業(yè)化大批量生產(chǎn)。隨著位移平臺速度的提高，滑動導(dǎo)軌的不足逐漸顯現(xiàn)出來，包括滑動導(dǎo)軌摩擦力較大，直線度差等。因此，這種平臺多用于移動直線度求較低的場合，導(dǎo)軌的使用也逐漸由滑動向滾動轉(zhuǎn)化。雖然在中國，滑動導(dǎo)軌的使用還占大多數(shù)，但使用滾珠導(dǎo)軌和滾柱導(dǎo)軌的平臺數(shù)量在急速上升。
隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，除了機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，還有很多應(yīng)用領(lǐng)域都對位移平臺的位移定位精度提出了更高的要求。如依據(jù)半導(dǎo)體加工技術(shù)、1C制芯關(guān)鍵裝備(分
布光刻機(jī)等)、IC后封裝設(shè)備等對作業(yè)系統(tǒng)高速高精度的實際需求，已開展的宏／微結(jié)
合雙重驅(qū)動的高速高精度定位技術(shù)的研究，以及光纖對接、微細(xì)加工、微型機(jī)器人、自適應(yīng)光學(xué)等領(lǐng)域?qū)芏ㄎ黄脚_的研究等。
綜上所述，針對高科技領(lǐng)位移平臺，應(yīng)體現(xiàn)快速位移運動、安裝簡便、省空間、環(huán)保和成本低等特點。本文應(yīng)對這些要求，研制了一種手動平動平臺用以配合平行光管測量的需求。
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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題要完成的任務(wù)：
平行光管測量儀是一種光學(xué)精密測量儀器，某研究所需要為其購買的平行光管 測量儀設(shè)計建造一個平臺，手動實現(xiàn)要求的測量動作。
本課題利用所學(xué)設(shè)計理論與方法對該平臺進(jìn)行分析與設(shè)計，解決在設(shè)計和分析過程中所遇到的具體問題。最后利用CAD軟件完成設(shè)計任務(wù)。
本課題的要求：
對本課題進(jìn)行深入的分析與研究，熟悉所設(shè)計產(chǎn)品的工作原理與工作過程。熟練掌握所使用的設(shè)計軟件的一般功能，在此基礎(chǔ)上對軟件中運動分析進(jìn)行深入的 探討，設(shè)計出滿足課題要求的產(chǎn)品。
本課題的具體工作內(nèi)容
1平行光管測量儀平臺的原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作過程詳見所給資料；
2根據(jù)給定的資料，完成平臺的分析；
3根據(jù)分析結(jié)果和總體設(shè)計構(gòu)想進(jìn)行兩個平動機(jī)構(gòu)的設(shè)計；
4完成兩個平動機(jī)構(gòu)的零件圖及組裝圖。
設(shè)計要考慮的問題：
1.平行光管測試平臺外形的大小。
2平行光管測試平臺的設(shè)計成本。
3.平行光管測試平臺平動機(jī)構(gòu)控制方式。
4平行光管測試平臺實現(xiàn)平動時動力來源。
5.平行光管測試平臺平動機(jī)構(gòu)采用什么樣的運動方式。
6平行光管測試平臺平動機(jī)構(gòu)要求實現(xiàn),上下移動、前后移動。(其中上下平動要求實現(xiàn)快速移動和微調(diào)。)
7平行光管測試平臺平動機(jī)構(gòu)平動的范圍。
8平行光管測試平臺平動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)平動時導(dǎo)軌的選用。
設(shè)計參數(shù)：
上下移動范圍為1500mm——2500mm，微調(diào)范圍為50mm，偏差為10um。
前后移動行程為100mm，偏差為10um。
設(shè)計準(zhǔn)則
在平臺平動機(jī)構(gòu)設(shè)計過程中始終堅持以下原則：
①總體原則 流程決定功能，光學(xué)要求決定精度；
②功能完備性 全面響應(yīng)系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo)，滿足系統(tǒng)功能和系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)要求，能夠使此次設(shè)計的平臺用運到各種需求的場合，使平臺的價值得以提高；
③可靠性和穩(wěn)定性 平臺實用可靠、使用方便、經(jīng)濟(jì)安全，可靠性較高以及有穩(wěn)定的性能指標(biāo)，能夠保證其長期正常運行；
④可維護(hù)性 盡量減少維護(hù)所需的時間，提高平臺使用效率；
⑤標(biāo)準(zhǔn)化 元件選型、工作流程標(biāo)準(zhǔn)化，使測試平臺具有低的運行成本；
⑥簡單的操作使用方法，提高實驗運行效率；
⑦總體性能優(yōu)良。
設(shè)計方案：
此次設(shè)計位移平臺選用機(jī)械式。機(jī)械式位移平臺是指通過機(jī)械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)位移的平臺,用的機(jī)械結(jié)構(gòu)有絲杠螺母、凸輪、配種平衡塊、手柄組合機(jī)構(gòu)以及導(dǎo)軌等組成。平臺平動機(jī)構(gòu)動力由實驗操作人員人工提供。
導(dǎo)軌的選用:導(dǎo)軌是由金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導(dǎo)移動裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機(jī)器部件、專用設(shè)備、儀器等。導(dǎo)軌有很多種，燕尾形直線導(dǎo)軌、矩形直線導(dǎo)軌、V形直線導(dǎo)軌 、滑動導(dǎo)軌、滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌等。本次設(shè)計，選用V型導(dǎo)軌、雙邊燕尾導(dǎo)軌。V導(dǎo)軌磨損后能自動賠償，故導(dǎo)向精度較高。雙邊燕尾導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)緊湊、能防起伏。
傳動機(jī)構(gòu)：傳動機(jī)構(gòu)是把動力從機(jī)器的一部分傳遞到另一部分，使機(jī)器或機(jī)器部件運動或運轉(zhuǎn)的構(gòu)件或機(jī)構(gòu)。齒輪傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)、帶傳動機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。本次設(shè)計采用絲杠螺母和導(dǎo)軌傳動機(jī)構(gòu)。
大概設(shè)計方案為：平行光管測量平臺要有四個工作面，用以分別實現(xiàn)平臺的上下平動、前后平動、水平擺動、俯仰擺動四個自由度的運動。以此來提高平行光管的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)平行光管各個角度的調(diào)節(jié)。使平臺有更好的應(yīng)用價值。
其中，前后移動主要機(jī)構(gòu)由絲桿螺母、V型導(dǎo)軌組成。
操作方法：通過搖動絲桿螺母使平臺沿著V型導(dǎo)軌實現(xiàn)前后移動。導(dǎo)軌采用包夾形式，用來防止導(dǎo)軌。
上下移動主要機(jī)構(gòu)由手柄、配重平衡塊、鎖緊裝置、絲杠螺母、雙邊燕尾導(dǎo)軌、導(dǎo)柱等組成。
操作方法： 通過推或拉手柄，并配合配重平衡塊和鎖緊裝置實現(xiàn)平行光管沿著導(dǎo)柱的快速上下移動。微調(diào)通過搖動絲桿螺母使平行光管沿著雙邊燕尾導(dǎo)軌上下移動。（其中雙邊燕尾導(dǎo)軌由靜軌和動軌組成，雙邊燕尾導(dǎo)軌起導(dǎo)向和防起伏的作用。）
畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
王安亮同學(xué)本次所做設(shè)計的題目是“平行光管測量平臺平動機(jī)構(gòu)設(shè)計”，該同學(xué)在查閱了相關(guān)的的資料、書籍后，撰寫完成了開題報告。
開題報告語言通順，格式規(guī)范?！拔墨I(xiàn)綜述”部分對研究此課題的意義進(jìn)行了較為詳細(xì)的敘述，并對相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了查新，有一定的深度。“本課題要研究或解決的問題和擬采用的設(shè)計方案”部分中，提出問題明確，方法基本可行，應(yīng)盡快理清思路，找準(zhǔn)研究手段和途徑，圓滿完成本次畢業(yè)設(shè)計工作。
指導(dǎo)教師：
2016年3月19日
所在系審查意見：
同意開題
系主任：
2016年3月20日