【摘要】： 工程機械傳統(tǒng)操控方法多采用集成的多路手動換向閥,通過各連桿桿件和軟軸操縱機構(gòu),將要實現(xiàn)的一系列操縱功能分散在多個操縱桿上進行。該方法需要的操縱桿較多,操縱力大,很大程度上影響了作業(yè)質(zhì)量和效率。采用多路電液比例換向閥和具有多自由度操控功能的操控器,可以實現(xiàn)單手多自由度的控制,實現(xiàn)對多個液壓執(zhí)行元件動作的集中比例控制,不僅大大減少了操縱桿的數(shù)量,提高了操縱性能,同時還可實現(xiàn)遠距離操控,在一些特殊環(huán)境下能夠有效地保護作業(yè)人員的安全。 本論文旨在開發(fā)一種具有上述功能特點的三軸操縱控制器。該操控器可以通過手柄在三維空間不同方向上產(chǎn)生的位移量,經(jīng)傳感電路和信號處理電路輸出三組與手柄位移成比例的模擬電壓信號,經(jīng)比例放大器對多路電液比例換向閥上的六個比例電磁鐵進行控制,從而實現(xiàn)單手柄集中控制多個液壓執(zhí)行機構(gòu)的動作。論文在對電液比例控制系統(tǒng)深入研究的基礎(chǔ)上,以人機工程學(xué)為基本準(zhǔn)則,提出一種三軸操縱桿設(shè)計方案及傳感信號處理單元的設(shè)計方案。 文中詳細闡述了三軸操縱桿的機械結(jié)構(gòu)組成原理、典型機構(gòu)的設(shè)計方法、關(guān)鍵零部件的尺寸計算以及傳感元件的選取和電路分析;應(yīng)用CATIA和開目CAD軟件分別設(shè)計了操縱桿的三維模型圖和機械工程圖,并且加工出了實物樣機。信號處理單元硬件電路以單片機C8051F330為核心,進行了信號采集電路、單片機電路、信號處理放大電路及D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計;軟件部分用C51語言完成了主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、手柄中位標(biāo)定、數(shù)據(jù)處理子程序及D/A轉(zhuǎn)換子程序的設(shè)計。在調(diào)試中利用軟件程序?qū)κ直诟鬏S上動作的極限值進行了標(biāo)定。 經(jīng)過整機調(diào)試和功能測試,表明本文提出的三軸操控器設(shè)計方案正確可行,其主要功能得以實現(xiàn),輸出信號滿足設(shè)計要求;操控器在X、Y軸上的線性度較好,Z軸上的線性度經(jīng)過軟件修正,有了明顯的改善。
【圖文】：

一般電液比例控制系統(tǒng), 由指令、電子信號處理及放大單元、電液比例控制單元(含機械轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的比例閥、電液比例變量泵及變量馬達) 、動力執(zhí)行單元及動力源、工程負載及信號檢測反饋處理單元所組成。其基本構(gòu)成可歸納為圖1.1所示的方框圖[9]。圖1.1 電液比例控制系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)指令及放大器件包括指令輸入單元、信號處理單元及轉(zhuǎn)換放大單元，指令輸入單元一般為操縱桿或電子編程器。信號處理單元接受人機對話指令或定值、程序指令，并接受反饋信號，一般具有信號比較、變換、運算、邏輯等處理功能。轉(zhuǎn)換放大單元的功能是將指令信號按不同方式進行相互轉(zhuǎn)換和線性放大，使放大后的功率足以驅(qū)動電－機械轉(zhuǎn)換器件，同時它還必須具有良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性。電液比例控制單元主要由含電－機械轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的比例閥和含液壓轉(zhuǎn)換及放大器

通用性；這種多自由度集中操控器的應(yīng)用不僅現(xiàn)多自由度機械手的遠距離模擬操控，以及用于統(tǒng)，對多個執(zhí)行機構(gòu)實行集中控制。外發(fā)展?fàn)顩r先進的工程機械在制造上已基本完成機械的可靠高機械的舒適性、環(huán)保性、美觀性及高新技術(shù)的也更加符合人機工程學(xué)原理，操縱已經(jīng)完全采用縱力和行程，改善了人員的操縱性、舒適性和數(shù)都采用了電液比例控制。各種用于比例控制的術(shù)已比較成熟，推出了一系列單軸、雙軸多向操 TECNORD 公司 JMF 型操縱桿[15]，，利用一個手關(guān)閥進行有效控制。該手柄在 X 軸和 Y 軸方向
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH137

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃海松;袁森;;基于STC90C54AD的工程機械電氣控制器設(shè)計研究[J];貴州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 田云;基于虛擬樣機的掘進機模擬操縱系統(tǒng)研究[D];西安科技大學(xué);2011年

本文編號：2635606