机械臂设计论文范文

导语：如何才能写好一篇机械臂设计论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

应尽量避免与实习时间发生冲突高职高专毕业设计通常都是在第二学年下学期开始进行。这时，往往面临着毕业设计时间和毕业实习时间相冲突的问题。对于高职院校来说，每年的4至6月份是企业到学校招聘的高峰期。通常一个指导老师指导3~4名学生完成一个课题，并且每个学生都有各自的任务。开始阶段每个学生的热情都非常之高，既有分工又相互协作，有条不紊地开展毕业设计工作，可到了中后期阶段（通常是6月份），有些小组成员通过招聘会找到了比较合适的岗位后，便立即与用人单位签订合同，多数都是在暑假或第三学年开学后去企业实习，致使有些毕业设计小组的进度刚过半时就只剩下1~2个同学，剩下全的任务都压在了这一两个同学的身上，极大影响了毕业设计的质量和进度。还有的小组一个不剩，全都实习去了，乃至无法在规定的时间参加答辩。这种情况在每年的毕业设计期间屡见不鲜。因此，为了使学生毕业设计和顶岗实习两不误，也为了指导教师更加有效地指导学生的设计及实验工作，毕业设计时间尽可能提前，只要教师有合适的课题就可以开始，即使第四学期刚一开学都可以开始。这样学生有足够的时间来完成毕业设计，也避免了毕业设计与实习时间上发生冲突的问题。同时，尽量把工作进度安排的紧凑一些，全部毕业设计工作在暑假前完成。否则一旦拖到9月份开学，就会出现学生因实习而流失的局面。

二、在指导学生方面

指导教师应全方位多维度进行指导毕业设计的质量好坏与指导教师的水平和指导情况有着密切的关系。指导教师对学生毕业设计的指导应是全面和全方位的指导，从研究方向、实验方法及实验进程上都应当进行指导。在整个毕业设计期间，指导教师承担着毕业设计的选题、毕业设计的全程指导、论文的书写及答辩等工作。指导毕业设计除了指导学生完成毕业设计外，更重要的是培养学生动手操作能力、将理论知识应用到实践中的能力以及创新能力。为此，指导教师应当做到以下几点。

1、指导学生查阅文献资料

任何一项设计和研究在确定设计课题后的第一项的工作就是检索文献资料，包括学术刊物上发表的学术论文、各种工具书、手册、年鉴、参考书等等。通过这些训练不仅可以锻炼学生独立查阅文献和正确使用各种标准、规范、手册的能力，而且可以了解与本课题相关的研究的国内外进展情况，学习相关的研究方法与思路，又可引发其研究兴趣和创造性思维，为即将开始的毕业设计做好充分的思想和技术上的准备。在查阅资料时，很多学生习惯于在百度上搜索一些科普性的大众化的资料作为参考文献。指导教师应指导学生查阅中国知网、万方数据库、维普数据库等资源中的学术性文章或者手册、年鉴中的数据。同时，为了避免学生在查阅资料时的盲目性，指导教师应列出几项重点查阅的方向。

2、指导学生按照科技论文规范要求进行论文写作

论文写作是科研工作者的一项基本技能。现在许多学生写出的文章不仅缺乏逻辑性和条理性，而且缺乏最基本的语言组织能力，口语化严重。其主要原因在于学生缺乏学术论文协作的基本素养，缺乏资料查阅、检索等获取信息的能力。多数学生对毕业设计论文感到无从下手，不知道如何将实验过程和结果进行分析、综合、归纳、整理成合乎规范和要求的论文；有的学生将毕业论文写成了实习报告或工作总结；有的学生不知如何写摘要和关键词，不知道如何规范地列举参考文献等等。因此，指导教师除对学生进行实验指导外，还应加强对学生文献综述和毕业设计论文写作的指导方面。首先，应帮助学生认识撰写毕业论文的重要性，调动学生的主动性和积极性。其次，指导教师应带领学生学习科技论文、学术论文的一般写作模式及规范，包括论文结构及写作要求和书写及打印要求等，使学生写论文时能够按照论文规范进行写作。第三，应告诫学生不能随意捏造数据，应保证材料和数据的真实性，尊重数据，尊重事实，严谨科学的学术态度对学生今后的发展将会奠定良好的基础。

3、应注重启发引导

注意调动学生的主动性、积极性和创造性一个合格的高职毕业生除具备较强的专业能力外，更重要的是还应具备较高的职业素养，既包括良好的职业道德，如诚信敬业、团队意识、社会责任感；也包括很强的职业能力，如学习能力、动手能力、创新能力。指导教师要重视对学生独立工作能力、分析解决问题的能力、创新能力的培养，要善于启发学生独立思考、分析、解决问题，注重启发引导，调动学生的主动性、积极性和创造性。指导教师还应当注重培养学生严肃认真、一丝不苟的工作作风，要经常去实验室指导或检查学生毕业设计开展情况，定期召开总结会，总结前一阶段的成果、存在的问题、探讨解决办法与途径，并对下一阶段工作进行安排。

三、建立有效的管理机制

篇2

2010届毕业生毕业论文（设计）写作规范及指导要求

一、做毕业论文（设计）的学生资格要求

凡修完本专业全部必修课程，已修课程全部完成的学生方可参加毕业论文（设计）实践教学。

2010届所有学生，必须参加并完成毕业论文的写作，不可免修；毕业论文不及格的学生不能毕业。参加毕业论文写作的学生，应结合所学专业的基础理论，基本知识和基本技能，进行毕业设计或毕业论文的写作。

各系部各专业学生毕业论文的写作具体要求参见学院整体要求和各专业实施细则及安排。在毕业论文的写作过程中，严禁抄袭他人的作品，一旦发现按不及格处理，当年不予毕业。

二、毕业设计写作过程要求

1．学生应积极主动与指导教师联系，按照时间表进度、按照指导教师要求进行论文修改。

2．根据我校关于毕业论文指导工作的相关要求，教师指导专科学生论文（发送邮件指导应及时、详细批阅）。并有批阅记录。

3．学生在论文撰写过程中，若出现与指导教师沟通等方面的问题，可及时与学院专业教学系部相关教师联系，以谋求尽快解决。

4．在毕业论文的写作过程中，严禁抄袭他人的作品或直接从网上下载文章，一旦发现，则按不及格处理，且当年不予毕业。

5．对于因自己的原因迟迟未能与指导教师联系，从而最终因时间问题无法按时完成毕业论文的学生，责任自负。

6. 2010年4月10日前学生通过E-mail或QQ将毕业论文初稿（电子稿）一份交到指导教师处；2010年4月10日至2010年4月30学生要与指导教师沟通，经指导教师批阅、修改，并满足论文撰写规范以及各系部规定的内容要求，在2010年4月30日前形成论文终稿一份，将电子稿和打印稿各一份送到系部指导教师处，指导教师确定论文合格后方可由系内安排毕业答辩。

7． 学生将指导内容在论文评审表中进行填写，指导教师签字确认。

8． 各专业根据各自专业选题要求进行论文写作。

三、毕业论文的时间安排

1. 学院各教学系部由2010年3月10日至2010年4月10日安排毕业论文（设计）

指导工作，完成毕业论文（设计）的选题工作，可通过E-mail或QQ等与指导教师联系，以保证毕业论文（设计）的顺利完成。

2. 毕业论文（设计）初稿上交截止时间为2010年4月10日。

3．毕业论文（设计）终稿上交截止时间为2010年4月30日。

4. 毕业论文（设计）答辩时间为2010年5月4日至5月15日，各系具体答辩时间请登录哈尔滨应用职业技术学院教务网查询。

四、2010届毕业毕业论文必有文件资料

1. 毕业生实习鉴定表（见附件-2）。

2. 毕业论文（封皮、首页）（见附件-5）。

3．毕业论文（设计）正文（顺序为：封皮、首页、中文摘要、目录、正文、结论、参考文献、致谢、附录等九部分）（见附件-4）。。

五、毕业论文（设计）撰写规范《哈尔滨应用职业技术学院毕业论文（设计）撰写规范》（见附件-3）

篇3

设计专业毕业论文致谢词范文一

人生有很多东西无法留住，我们希望能永远陪伴，然而时光荏苒，岁月不会为我们而停留，但我们应该为爱的人停下脚步，比起那些回不去的日子，更值得珍视的是能和他们在一起的时光。三年的硕士研宄生时光即将结束，我会倍加珍惜每次在一起的机会，铭记这段旅程中伴随我成长那些人，感谢给了我指引和帮助的老师、朋友。

首先，我要衷心感谢导师孙德林教授。他为人谦和热情，治学严谨细心，论文的顺利完成与孙老师悉心指导和他的严格要求是分不开的。从论文的选题方向、论文框架等大的环节到论文的语法、措辞等细节始终都认真负责地给予我深刻而细致的指导，帮我拓宽思路，完善细节。在三年学习过程中，孙老师不仅传授了我大量关于研宄方法、学术思维等专业方面的知识，更是在平日言行中教会了许多为人的道理。这一切都都使我获益匪浅，并会终生受益。

其次，还要感谢郝景新老师、郝晓峰以及陈新义等老师在我论文完成过程给予专业方面的指导和帮助。感谢学院造型实验室吕老师，给予我试件制作方面的指导。感谢实验室杨万全师傅、叶太强师傅对我试件制作的帮助。

同时，我还要感谢王薇、曾蔚霞、谭任、金燕红、刘科、杜洪泰等同学在我学习和工作中的帮助与支持，感谢张瑶、郝睿敏等同学为我熬粥、做菜、洗衣服，给与了我生活上莫大的帮助与关心；另外，还要感谢陈勇、蒋成、王佩琳、刘明辉等师弟师妹在我研究生期间的陪伴，这份情谊我将永远铭记设计专业毕业论文致谢词范文设计专业毕业论文致谢词范文。

最后，我要感谢我的父母对我读研期间的关怀，有你们的支持与鼓励我将更有信心来面对未来。

三年时光转眼即逝，有了各位师长同学的陪伴才使我此期间收获喜悦、得到成长，让我此时觉得远处的路不再遥不可及，高处的山不再高不可攀。

与戴向东老师精心指导下完成的。从论文的选题、研宄路线的确定，到论文的撰写和修改无不倾注着导师们的心血。三年中在学习上和生活中两位导师给予我无微不至的关怀。他们勇于开拓创新的胆识和能力，乐观豁达的生活态度，广博的学识和严谨的治学态度也令我终身受益，永难忘怀，成为我今后学习和工作的楷模。在此谨向我的袁老师与戴老师表示深深的敬意和由衷的感谢。

设计专业毕业论文致谢词范文二

本篇报告是我自己在实践和对室内设计的理解的心得，也是对这几个月实习成果的展示，本次毕业论文已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

在这里，首先我要感谢我的导师。×老师平日里工作繁多，但在我做毕业论文的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是×老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神，也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。祝他在未来的日子生活美满，事业兴旺。

其次，我要感谢××××职业技术学院-----我的母校大学三年来对我的大力栽培，祝母校明天更辉煌。感谢我身边的同学们，因为有你们，我的大学很精彩。祝你们的未来多姿多彩。

设计专业毕业论文致谢词范文三

本论文的顺利完成，也离不开其他各位老师、同学和朋友的关心和帮助。刘文金老师、唐立华老师、孙德林老师、张响三老师、夏岚老师、李赐生老师、李克忠老师、李敏秀老师、刘文海老师、郝景新老师、肖德荣老师、黄亚楠老师等等老师都对论文的修改都给予了许多宝贵的建议，在日常生活各个方面给予无私的关心与帮助，在此表示由衷的感谢。

感谢益阳小郁研究所、湖南工艺美术职业学院的老师以及领导的亲切关怀，特别感谢益阳小郁竹艺法定传承人危禄绵先生与工艺美术大师刘宗凡老先生对论文提供的指导意见以及研宄场所与实验器材，同时感谢熊志明先生在我学习制作小郁竹家具时的谆谆教导，感谢黄耀辉老师提供的摄影帮助设计专业毕业论文致谢词范文论文。

感谢同窗好友金燕红、姚文亮、刘科、陶振平、杜洪泰、彭娟、谭任等同学的帮助和支持

感谢同室好友郝睿敏、王薇在生活中的关心和帮助。

感谢胡斌在论文着述期间给予的极大精神鼓励，感谢你生活中的照顾与关心，感谢你一路的陪伴。

篇4

一、 毕业论文（设计）文本结构规范

1．毕业论文（设计）内容结构

⑴ 中、外文摘要 扼要叙述本论文（设计）的主要内容、特点，文字要精练。中文摘要约300字左右，外文摘要不宜超过250个实词；关键词要符合学科分类，一般为2－4个，每个词均为专业名词（或词组），一词在6个字之内。

⑵ 目录

⑶ 正文  包括选题背景、方案论证、过程（设计或实验）论述、结果分析（含技术经济论证）、结论或总结。

选题背景：说明本课题的来源、目的、意义、应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本课题在国内外发展概况及存在的问题，本设计的指导思想。

方案论证：说明设计原理并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案（包括各种方案的分析、比较）以及所采用方案的特点并进行技术经济论证。

过程(设计或实验)论述：指作者对自己的研究工作的详细表述。要求论理正确、论据确凿、逻辑性强、层次分明、表达确切。

分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析。

结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合，阐述本课题研究的结论和尚存在的问题及进一步开展研究的见解和建议。

注：文科及其它学科，可根据学科特点，参照上述结构制定统一的正文结构规范。

⑷ 致谢

⑸ 附录 包括与论文有关的图表、计算机程序、计算书、运行结果，主要设备、仪器仪表的测试精度等。

⑹ 参考文献。

(7)任务书

(8)毕业设计（论文）评定意见表

下载列表：

本科生毕业论文（设计）基本规范要求

本科生毕业论文（设计）开题申请表

开题报告要求

2．工作量要求

⑴ 论文（设计说明书）字数不应少于7000字；

⑵ 原则上查阅文献5篇以上。 

3．排版基本规范要求

⑴ 正文撰写规格

① 论文开本及版芯

论文开本大小：210mm×297mm（A4纸）；

版芯要求：左边距：30mm，右边距：25mm，上边距：30mm；下边距：25mm，页眉边距：23mm，页脚边距：18mm；

② 标题  

论文分三级标题：

一级标题：黑体，三号或16pt，段前、段后间距为1行；

二级标题：黑体，四号或14pt，段前、段后间距为1行；

三级标题：黑体，小四号或12pt，段前、段后间距为1行。

上述段前、段后间距可适当调节，以便于控制正文合适的换页位置。

③ 正文字体及页眉、页脚

正文字体：正文采用五号宋体，行间距为18磅；图、表标题采用小五号黑体；表格中文字、图例说明采用小五号宋体；表注采用六号宋体。

页眉、页脚文字均采用小五号宋体，页眉左侧为“中国农业大学学士学位论文”，右侧为一级标题名称；页眉下横线为上粗下细文武线“    ”（3磅）；单面打印时页码排在页脚居中位置，双面打印时页码分别按左右排在切口一侧。

物理量应按规定采用斜体，单位字母采用正体，其他英文、罗马字符一般采用Time New Roman正体。

④ 图纸、图表要求

文中所列图形应有所选择，照片不得直接粘贴，须经扫描后以图片形式插入。图纸、图表布局合理，整洁，线条粗细均匀，标注规范，注释准确；工程图纸必须按国家规定标准或工程要求绘制。其他详细要求见附文。

⑵ 参考文献

为了反映文稿的科学依据和作者尊重他人研究成果的严肃态度以及向读者提出有关信息的出处，正文中应按顺序在引用参考文献处的文字右上角用［］标明，［ ］中序号应与“参考文献”中序号一致，正文之后则应按引用序号刊出参考文献。

    参考文献的著录，按著录/题名/出版事项顺序排列。 

    期刊：著者.题名.期刊名称，出版年，卷号（期号）:起始页码

    书籍：著者.书名.版次（第一版不标注）.出版地:出版者，出版年.起始页码（选择项）

其他参考文献的著录详细要求及示例见附文。

篇5

机械臂系统是用于教学的新型设备。该设备是北航自动控制系在“211”教学试验建设项目和北京市高效教育改革试点项目中，为自动化专业教学试验提供典型的控制系统模型而自制的设备。机械臂系统是基于对桥式吊车系统的改造，添加了一个下摆，并在两个转轴关节上又加入了控制电机，形成了具有三个自由度结构的工业机械手臂系统。本次毕设正是期望完成对机械臂系统的控制设计仿真和联机调试实际系统，对机械臂的控制方案中的一个方向——BP控制的研究。

论文中将介绍机械臂系统的组成结构、工作原理、数学建模、控制方案和控制软件的设计。文中将详尽介绍基于拉各朗日方程的系统数学建模，面向状态空间的控制方案和面向解耦通道的控制方案，在经典PD控制的基础上加入了现代的神经元网络控制，并比较了它们之间的差异和结合以后所取得的改善。

论文中讨论的神经网络BP控制和PD控制在MATLAB里仿真获得了成功，并同时讨论了两种方法，都分别得到了结果。PD控制在实际系统上进行了调试。

关键词： 机械臂，神经网络，BP控制

目录

第一章 绪论

一 论文的背景与来源 (4)

二 毕设论文的组织结构和取得的结果 (5)

第二章 机械臂系统的介绍

一 系统结构和工作原理 (6)

二 机械臂控制方法概述 (9)

第三章 机械臂的数学模型

一 系统的动力学模型 (12)

二 系统控制要达到的目标 (20)

第四章 机械臂系统的仿真

一 控制系统的仿真概述 (21)

二 机械臂的PD控制 (23)

三 机械臂的BP控制 (33)

第五章 机械臂系统的控制实验

一 VC的介绍 (56)

二 控制软件的功能 (57)

三 控制软件的功能及特点 (59)

四 实验结果分析 (60)

结束语

参考书目

：18000多字

有中、英文摘要

400元

备注:此文版权归本站所有；。

篇6

关键词：柑橘收获

末端执行器

结构优化

中图分类号：TB47　文献标识码：A　文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0001-01

1　水果收获机器人的概念和研究意义

水果收获机器人主要分为两部分：机器人的本体结构部分和控制部分。其中，本体结构部分又可分为：机械手，末端执行器，底部平台，有的还有视觉系统。

在中国，随着农村经济的快速发展和不断调整种植结构，水果栽培面积，例如苹果、柑橘和葡萄，达到自199 3年以来的900万公顷，占世界上水果种植面积总数的四分之一。然而，水果收割任务中50％到70％的劳动力还是靠体力劳动。因为农业人口正在减少，收获自动化亟待普及。此外，由于果树是高个子，收割工作需要使用梯子，使手工收获危险高和效率低下。所以，农业收获机械化亟待普及。因为水果本身易损伤和生长环境的复杂等因素的制约，现阶段的各种水果收获机器人都有各种不足。本文就近几年来的有关论文进行研究学习及对本地柑橘的生长环境的调研，拟设计了一种适合本地柑橘机械采摘的简易机械臂及末端执行器。

2　本地柑橘的自然采摘环境

浙江大部分都是山地地貌，并且大都种植了柑橘、芦柑、胡柚等柑橘属的植物。虽然浙江的气候、土壤等都适宜于柑橘的生长，但是浙江的山地地貌也给采摘和运输带来了一定的难度。每年的采摘季节，需要大批的劳动力，而于此相反的是，本地的劳动力日渐下降，全都去城镇务工了。因此，针对柑橘的采摘机器人呼之欲出。柑橘果实外有一层较厚的果皮，它能很好的减轻柑橘间的碰撞冲击力。

3　本设计的末端执行器及机械臂的结构

3.1　采摘机械手的设计

与工业机器人机械手不何，果蔬果实收获机器人的机械手，所处的外部环境是复杂的、多变的、非结构的，并且与果实的栽培方式有很大关系。因此，设计机械手应在考虑栽培方式的基础上，使果实处于其作业空间内，并且能够避免障碍物(叶子、茎秆等)，准确地抓取到果实。对于柑橘、苹果等树冠高大的果树，机械手需要较大的作业空间。为此，本设计采用三个关节的折叠臂使达到所需的作业空间，并且可以折叠便于携带。

具体三维模型见图1。

3.2　末端执行器的设计

目前各地研究的收获机械手的末端执行器大多为：先由机械手爪抓住果实，然后通过机械手爪转动来扭断果柄；或者在手爪抓住果实后，用另一个剪刀去剪断呆柄，然后机械臂把水果运输到指定点，手爪放开。这样的设计一定程度上降低了收获机械人的收获效率。

本设计的末端执行器主要由支架，动力部分，传动部分，果梗剪断器，果实传送部分五个部分组成，具体看图2。此末端执行器由电机通过齿轮驱动果梗剪断器剪断果梗，同时果实掉入果梗剪断器下方的柔性导管中，果实通过柔性导管被马上运输到指定点。

本设计的末端执行器和普通的执行器相比，不但从减少电机的数量，并且提高收获机械人的工作效率。其中图2中的柔性软管不仅代替了普通的末端执行器的手爪功能，从而减去了一个被驱动元件，还能直接把采摘得果实直接运送到指定点，进而大大提高了收获效率。但由于运输过程中有一定碰撞，所以此末端执行器一般适用于柑橘等柑橘属的水果。

此外，由于不同品种的柑橘的果梗粗细不同，果实的直径大小不同，我们可以根据采摘对象的不同，更换不同的果梗剪断器，不同直径的柔性管道，甚至整个末端执行器也可更换。

3.3　建立实物模型，检验实际效果

根据三维建模的相关数据及考虑现实的取材便利，我们用轻质不锈钢做为主材料，直流电机为动力部分，齿轮为传动部件，塑料管做为柔性管道制造出了四自由度的柑橘采摘机械手模型(图3)。并且，在实验室里，模拟运行了此机械手的采摘功能。在实验室里，该柑橘采摘机械手模型在人的控制下基本能实现在竖直空间上的上下自由运动。并且顺利剪断果梗，使果实顺利掉入由塑料管充当的柔性管道中。最终，果实顺着柔性管道顺利到达指定位置。

4　结语

对于目前水果收获机器人的机械手和末端执行器存在的问题。本文提出了自己的见解：因机械手的结构与果蔬的生长状态有关，可采用关节型的折叠机构。对于水果收获机器人只能针对一种对象进行作业的现状，本设计提出了一套适合柑橘属果实采摘的末端执行器的设计，即只需要更换末端执行器，这样收获机器人的利用率将大大提高。另外，柔性的管道节省去了机械臂把水果放回地面的时间，从而大大提高了机器人的采摘效率。

当然，本设计的也还存在一些不足。如缺少在自然环境中的测试，还不能很好的利用到现实生产过程中。机械臂的设计有些过于简单，有待进一步优化。

参考文献

篇7

关键词：超大型平头塔机；拉杆；优化设计；安装

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.258

1 引言

根据建筑市场及工程机械发展趋势，国内工程机械领军企业重点着力于大型超大型平头塔式起重机研制，进而提高产品竞争力。目前国内开发的大型超大型平头塔式起重机虽然能够满足工作要求，但也存在自重大，稳定性差和安装困难等缺点。

2 平衡臂拉杆仿真模型的建立

平衡臂拉杆端部通过销轴与塔头连接，尾部通过销轴与平衡臂臂架连接，其主要作用是在塔机工作过程中，对塔头和平衡臂臂架进行连接，从而平衡起吊重物时吊重的重量。

塔头结构结构采用方钢焊接主体结构，与平衡臂拉杆连接处设置销轴耳板，从而通过销轴与拉杆连接固定。在受力方向上主要是受水平拉力和Q直压力。

平衡臂臂架主要采用工字钢作为弦杆，利用圆钢把弦杆焊接在一起，从而形成臂架结构。在平衡臂臂架尾部放置有平衡重来平衡掉起重臂及吊重的重量。由于平衡臂臂架端部是和塔头通过销轴进行铰接连接，所以臂架必须要通过拉杆与塔头进行连接，从而保持臂架的水平。

平衡臂拉杆采用圆钢制造，在端部和尾部分别设计有销轴耳板，从而完成和塔头及平衡臂臂架的连接。

通过以上分析，利用Creo软件建立平衡臂拉杆安装系统仿真模型。

3 平衡臂拉杆安装方式的分析

一般情况下，大型塔机平衡臂多为多臂节结构，臂节之间通常通过拉杆进行连接。大型塔机平衡臂结构一般如图1 所示，包括平衡臂臂节以及平衡臂尾节，其中平衡臂臂节的下弦杆与平衡臂尾节相连接，平衡臂臂节的上弦杆与平衡臂尾节之间通过拉杆相连接，拉杆在与平衡臂臂节的上弦杆连接时，需要先借助外部设备（如汽车吊）通过吊耳将拉杆的端部抬高，然后缓慢放下使拉杆的销轴孔与上弦杆的销轴孔对正，才能安装连接销轴，使拉杆与平衡臂臂节的上弦杆连接。

安装连接销轴时，一般采用两种方式对正销轴孔，一是采用外部设备（如汽车吊）拉住拉杆，二是采用人工托举方式举起拉杆。采用第一种方法时，外部设备（如汽车吊）的使用费用较高，会增加成本，采用第二种方法时，人员容易疲劳，会导致安全事故。而且，以上两种方法都不能保证拉杆安装过程中的稳定，导致拉杆容易触碰平衡臂其他结构造成损坏，同时对于大型的塔式起重机来说，拉杆重量更大，销轴孔的对正也更加困难。

4 平衡臂拉杆安装方式的优化设计

本研究旨在设计一种平衡臂拉杆安装辅助机构（如图1所示）方案，以解决现有技术中平衡臂拉杆行安装时安装难度大、成本高、销轴安装困难的问题。

本方案研究设计的平衡臂拉杆安装辅助机构，安装拆卸方便，在平衡臂拉杆安装过程中，将平衡臂拉杆9至于U型槽3中，有效避免拉杆的摆动，防止与其他部件的碰撞损坏，便于安装。

在拉杆销轴1安装过程中，通过液压顶升装置5的托举作用，可以调节拉杆9端部销轴孔2的高度，进而方便拉杆销轴孔2和平衡臂上弦杆销轴孔4的对正，方便拉杆固定销轴1的安装。

本方案不需使用外部设备（如汽车吊）提升拉杆9，减少了安装费用；不需人工托举拉杆9，避免了人员安全事故的发生。

由于拉杆安装辅助机构的运用，避免了对塔机其他部件的损伤，延长了塔机的使用寿命。

5 结论

与现有安装技术相比，优化设计后的安装方案具有以下优点：

（1）安全可靠：本方案采用成熟的液压缸技术，操作简单安全，可靠性高。

（2）节省安装费用，提升工作效率：该方案不需使用外部设备，有效降低安装费用；同时极大的提升了销轴孔的对正速度，大大提升了工作效率。

（3）检修方便：本方案采用成熟的液压技术，检修方便。

参考文献：

[1]起重机设计规范GB/T3811-2008[M].中华人民共和国质量监督检验检疫总局，2009.

篇8

关键词：气压；四连杆；机构；自由度；Solidworks

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.094

0 引言

在国家大力发展教育的这几年里，无论是中小学还是大学里都缺少生动形象的教具。从市场角度来看，现在全国的高校就有2000多所，还不包括对初中及高中的一个统计，教育教具市场如此广阔，需要我们去探索这个领域，对于教学教具我们有以下几点考虑的地方：（1）在质量上要轻，便于提携。（2）在组装和拆卸方面，要简单。（3）教具需长期使用，耐用性强。（4）教具在学生面前展示，所以安全尤为重要，设备需在安全电压范围内来控制，设计过程中应进行尽可能的考虑到安全。

教具能增强学生对知识的理解，也能提高学生知识的兴趣。而对于机械专业老师来说，气压传动[1] 、连杆机构等方面的知识却是他们授课时很难用语言和图纸表达清楚的，本次迷你气动挖掘机的设计着力为机械专业教学工作提供帮助。

本文主要是对挖掘机结构进行设计、计算、选材，并且对整个运行过程进行了系统的描述，实验结果达到预期的目的。

1 传动挖掘机组成结构

机构原理分析：

如图1.1是挖掘机结构图，包括了基座，大臂，小臂，连杆，挖斗，气缸。通过气缸7推力作用，实现底座旋转；气缸10的伸缩，实现大臂5的升降；气缸6的伸缩，实现小臂4的升降；气缸3的伸缩，带动连杆2的转动，从而实现挖斗1的动作。

该气动挖掘机由机身、气动系统部分组成。机身部分包括底座9、大臂5、小臂4和铲斗1；气动系统部分包括气缸3，气缸6、7、10。各部分均采用轻巧、经济、环保材料制作而成。各单元的运动由电气动系统加以控制，以实现底座的旋转、大臂和小臂伸缩及铲斗的抓放等预定动作。

该挖掘机机构有14个活动构件其中低副（转动副、移动副）个数为19个，高副个数为零，因此该机构自由度数，其中，，。得：。

所以该机构需要四个动力来源，因此我们选择四个气缸。

2 传动挖掘机部分结构设计

2.1 机械机构尺寸设计

此作品的一大特点在于大臂，小臂，末端之间动作的流畅与稳定，因此只有设计好各机构的尺寸，才能完美实现挖掘C的整个动作[2]。

（1）大臂尺寸：根据挖掘机大臂主流外形以及满足气压缸行程及其基本尺寸的要求，我们将大臂设计为半径为280mm，圆心角为75°，厚度为40mm的弯杆，并在适当的位置留出连接孔。

（2）小臂尺寸：根据连杆机构尺寸要求和气压缸行程需求以及工作强度的要求，我们将小臂设计为长度为324mm，厚度为20mm的直杆。

（3）挖斗尺寸：根据挖掘机整体尺寸的协调以及外形的美观及工作需求，挖斗设计下面工程图以给出。

（4）连接件尺寸：为了使大臂及气压缸与底座实现连接，根据三角形的稳定性好。我们在底座上安装一个底边为30mm，高为30mm的等腰三角形连接件。

2.2 底座运动分析与计算

如图2已知杆、分别代表气压缸伸出和缩回的长度，、代表底座圆盘半径R，AC代表气缸固定端到圆盘圆心的距离。

所以最大摆角=∠ACB@-∠ACB=45°

2.3 挖斗运动分析与计算

运动类似于图3四连杆运动，满足“（最短AB+最长AC） （其它两杆长度之和）”[2-4]，为双曲柄机构，相对杆AB固定，杆AC左右摆动，通过连杆CD推动杆BD左右摆动，从而促使末端伸缩。

已知杆AC是通过气缸伸缩，实现左右摆动，从而推动挖斗的伸缩。

BD代表气压缸回程过程中带动挖斗伸直时位置（图3），代表气压缸从伸出过程中推动挖斗转动的最大行程角度。

由已知条件可知：AB=3.5cm，AC=6.0cm，CD=5.5cm，BD=4.0cm，BC=7.5cm，=3.4cm

3 总结

本篇论文针对挖掘机整体结构设计，利用CAD软件会出机构二维图，并且进行了计算，同时利用Solidworks对三维模型进行了设计仿真，实验结果和我们理论分析一致，设计过程完全符合要求，同时该产品具有以下特点：

（1）设计理念独特，样式新颖，有效的结合课堂教学，将PLC控制、气压传动、连杆机构、控制法工作原理从抽象化转变具体化，不仅帮助学生理解知识，更可以调动其积极性。

（2）将工程实际应用转化为迷你教具模型，易于学生理解液压与气压系统的结构、工作原理和工作特点。

（3）结构巧妙，造型美观，采用环保材料制作，性价比高，易于实现科研成果的转化。

（4）可作为开放性实验平台，拓展实验内容，今后给其加配PLC控制[5-8]或单片机组件实现自动化控制。

参考文献：

[1]徐福玲，陈尧明.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]于永泗，齐民.机械工程材料[M].大连：大连理工大学出版社，2007.

[3]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]孙桓，陈作模，葛文杰.西北工业大学机械原理及机械零件教研室编[M].北京：高等教育出版社，2006（05）.

[5]阳险峰.三菱FX系列PLC[M].北京：中国电力出版社，2015.

[6]徐福玲，陈尧明.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.

[7]李金城.三菱PLC功能指令应用详解[M].北京：电子工业出版社，2011.

篇9

关键词：电渣炉 复合换热 Workbench/CFX 温度场模拟

一、问题的提出

本课题的提出以一个实际工程项目为依托，在实际生产中，电渣炉机械结构，尤其是电渣炉横臂上的电机等温度敏感的组件处于电渣熔炼时的高温环境中，高温对机械结构的影响不容忽略，特别是强辐射对电渣炉机械结构材料和电渣炉结构组件的影响，至使整个机械系统无法正常运行。因此，对电渣炉机械结构进行热温度场的分析是十分必要的。

二、电渣炉支臂的复合换热过程分析及相关数值计算

㈠复合换热过程分析

电渣炉的机械系统是实现电渣冶金工艺的执行载体，本文主要研究电渣炉工作时机械系统的温度场的分布问题。在电渣冶金生产中，发生的传热过程是一个复杂的过程。实践经验和现场生产告诉我们，当把结晶器渣池作为发热热源时，主要影响电渣炉支臂温度的主要因素有三个，即：（1）结晶器渣池向外的对流传热强度；（2）空气中热辐射强度：（3）支臂对空气的传导换热强度。

㈡空气作为传热介质的思路及其处理方式

普通传热学在讨论固态或液态表面之间的辐射传热时，往往认为表面周围的气体介质对辐射是透明的，对于像空气这样的气体在中、低温的情况下，这种假设是合理的。但在电渣冶金生产过程中，结晶器金属熔池内的金属和炉渣之间要发生一系列的物理化学反应，会产生大量的热和烟气，以混合气体为介质，进行对流、辐射传热，辐射能与介质的相互作用而发生吸收和散射。因此在本课题研究中，空气不能认为是辐射透明介质，应作为非连续性的辐射性气体介质处理。此时结晶器渣池附近的空气具有以下特性：（1）作为辐射介质，空气没有反射性；（2）空气的辐射和吸收频谱是间断的；（3）空气的辐射和吸收是在整个气体容积中进行的。

㈢复合传热的相关数值计算及辐射效应的分析

①支臂的导热系数。根据Miettinen针对普碳钢获得的不同温度下的固相导热系数,在不考虑Q235材料的材料成分、内部结构、吸湿性及密度和压力不随温度变化的条件下，可以得到普碳钢固相导热系数λ与温度T之间的线性回归关系式:：λ=46. 95-1.65×10-2T代入计算分析。

②渣池与空气对流换热系数。由于机械结构模型较大，对应的空气柱也很大，此时可以将空气与支臂的对流换热认为是无限大空间自然对流换热，作为大空间恒温壁对流换热处理。此时，取空气环境温度为Tf=30℃，渣池温度为Tw=1600℃渣池向空气中传递热量，由于粘性的作用，在贴近渣池表面处，流动的空气被滞止而处于无滑移状态。,联立对流换热微分方程和能量微分方程得到对流换热微分方程组。将无量纲的物理量代入微分方程组，又由于支臂属于大空间自然对流换热问题可得到自然对流换热的准则关系式： ，下标m表示定性温度为边界层的平均温度；常数C和n由实验确定，准则关系式中的为特征尺度，空气柱取高度值；得定性温度：Tm=℃=815℃

按Tm查烟气热物理性质，渣池渣面的自然对流换热表面传热系数 为：

③电渣炉渣池辐射效应的分析。将辐射热源项转化成表面传热系数作为判断依据，渣池辐射换热的表面传热系数 为：

，将参数代入式上中，得： ，对比渣池表面对流传热系数 和辐射换热的表面传热系数 可知，在电渣炉支臂的复合换热分析中，辐射热流起主导作用，不可忽略，辐射热流应作为源项加入到模型分析中。

三、支臂的Workbench/CFX温度场模拟分析

本文选用Workbench/CFX作为温度场分析和模拟的操作软件，选用三维实体软件Solid Works建模并对模型进行简化，首先在Workbench/CFX建立温度场有限元分析模型。

接着进行Workbench/CFX的前处理设置，包括网格划分，求解域、边界条件和求解参数等的设置，并进行求解和后处理， 模拟出支臂的温度场分布图如图1所示

由电渣炉支臂的温度场分布图可以形象的看出：（1）在纵向上，总体趋势是温度从电渣炉支臂的最底部到顶部逐渐减小。（2）在横向上，温度由横臂的外伸段部到与立柱连接部缓慢减小。（3）最高温度出现在渣池正对的横臂上，最低温度在立柱顶端。

对于分析仿真的结果可用传热学的基本知识进行解释，当渣池放出高温和强烈的热辐射时，受热空气主要向上流动，辐射热流呈半球形向外发射，临近且正对热源的横臂上温升最大，立柱上的温度随高度上升而下降是因为空气不断地向外部传递热量，同时横臂与立柱连接处上下两个圆板的温度分布则说明了热辐射的辐射效应。

四、结论与展望

本文在引入空气作为传热介质和辐射源的基础上建立电渣炉支臂的Workbench/CFX复合换热温度场的三维分析模型，分析了支臂在复合换热作用下的在温度场分布情况。分析结果可为今后设计电渣炉机械结构和热-结构、热-电磁-结构等多场耦合分析提供了理论依据和分析数据。但在空气的具体成分的处理、电磁热流的影响和多场耦合阿衡仍需进一步的深入分析。

参考文献:

[1]李正邦. 电渣冶金原理及应用[M]，北京:冶金工业出版社，1996.

篇10

关键词：断路器机械特性；dsPIC30f6014A；485通信

中图分类号：TM56 文献标识码：A

收录日期：2014年4月30日

在电力系统中，最重要的控制和保护设备就是高压断路器。它不仅检修量大，而且费用也高。电力系统的运行状态和负载性质也是多种多样的，作为控制、保护元件的高压断路器，要保证电力系统的安全运行，对它的要求也是多方面的。本系统对断路器的重要参数进行了长期的连续的在线监测，不仅可以通过对机械特性参数的在线监测来判断断路器的工作状态分析发展趋势，还能基于断路器厂家提供的断路器额定短路电流开断次数，计算每次分闸对应的触头电寿命损耗，并用此法来预测触头电寿命，从而延长设备的保养维修周期，降低成本，提高电网的自动化程度。

一、断路器的组成结构及工作原理

高压断路器按功能可分为以下几部分：导电部分；绝缘部分；解除系统和灭弧装置；操作系统。

高压断路器依靠其机械部件的正确动作来完成其职能，因而每个组成部件的机械牢固性极为重要。断路器的基本结构包括支架，灭弧室，导电回路，传动机构，绝缘支撑，操动机构六部分。断路器的传动链一般由机构传动连杆、拐臂、主轴、绝缘推杆、三角拐臂和触头弹簧装置等构成。操动机构通过绝缘拉杆、触头弹簧等同真空灭弧室的动导电杆相连，带动导电杆运动完成合、分闸操作。

分闸速度的降低将使电弧的燃烧时间增加，从而加速断路器触头的电磨损降低断路器的使用寿命；分闸速度过高，又会使运动机构承受过大的机械应力和冲击，造成个别部件的损坏或者缩短使用寿命；断路器分合闸的不同期将造成线路和变压器的非全相运行，从而可能出现导致绝缘损坏的危险的操作过电压、继电保护误动作等不利现象。因此，断路器的机械特性参数对电网的稳定运行意义重大。

二、dsPIC30f6014A芯片简介

dsPIC30f6014A是Microchip公司生产的一款内置DSP功能的单片机，它包含144K的Flash程序存储器，8K RAM，4K EEPROM，工作电压范围为2.5-5.5V，且其内置看门狗、12位A/D转换器。丰富强大的外设大大简化了系统的硬件设计。

三、在线监测系统硬件设计

本系统的硬件设计框图如图1所示。（图1）硬件主要由4路输入传感器、dsPIC6014A单片机、二阶滤波电路、485通信接口等组成。控制芯片为dsPIC6014A单片机，它控制系统的采样率，点亮系统状态指示灯并通过485通信口向后台传输数据。后台软件可实现对断路器机械特性的实时监测，在接收到数据的同时绘制出断路器动作的行程曲线、分合闸线圈电流曲线、储能电机电流曲线同时根据辅助触点计算出断路器动作的时间和速度。后台软件可完成图表打印、历史数据存储等多种管理功能，当断路器动作异常时立即发出警报。

四、在线监测系统软件设计

本系统软件设计的主要思想是：系统初始化后开始监测断路器是否动作，如果断路器动作，系统就以设定好的采样频率对四路传感器信号依次采样，当系统探测到采样结束后，将数据通过485通信方式发送到上位机进行处理并显示。

五、结论

图2所示为断路器分闸操作，单片机采样并经过多次平均值滤波处理后的行程特性曲线及分闸线圈电流特征曲线。本设计在项目初对国内外产品市场做了大量的调研，并在传感器选型方面做了大量工作。本设计给出了断路器机械特性参数检测的实现方法，尤其在模数转换过程中，通过键入相关电路与算法大大提高了数据采集与处理的精确度。本产品性能可靠，稳定性高，已通过国家性能试验，并用于多个工程项目，得到用户的广泛好评。（图2）

主要参考文献：