并聯(lián)機構(gòu)以承載力大、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大、位置誤差不累積等優(yōu)點受到了廣泛關(guān)注,成為近幾年國內(nèi)外機構(gòu)學領(lǐng)域的研究熱點和前沿技術(shù)。少自由度和六自由度并聯(lián)機構(gòu)比較而言,各有優(yōu)缺點。少自由度并聯(lián)機構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單、耦合性小、控制容易實現(xiàn)等特點,越來越多的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。而并聯(lián)機構(gòu)應(yīng)用在冶金設(shè)備領(lǐng)域上也是一種新的嘗試。提出了一種煉鋼搖轉(zhuǎn)爐并聯(lián)傾動機構(gòu)手動液控裝置,該裝置協(xié)調(diào)控制三個液壓換向閥,驅(qū)動煉鋼搖轉(zhuǎn)爐的液壓缸成比例放大,其運動形式與手動形式保持同步,來實現(xiàn)多方位搖轉(zhuǎn)動,來達到減小傾動沖擊力矩,精煉優(yōu)質(zhì)鋼和提高轉(zhuǎn)爐爐襯使用壽命的目的。要分析該裝置的受力情況,需建立起該機構(gòu)含彈簧作用的靜力學和動力學數(shù)學模型。進行了手動液控裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計,采用CAD變量幾何法,繪制其工作空間,設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)尺寸,又利用矢量法得到了位置反解的數(shù)學模型;采用獨立變量方法建立了運動學數(shù)學模型,分別得到了Jacobian矩陣和Hessian矩陣;利用虛功原理得到了靜力學和動力學模型,分析了線性彈簧在分支中的作用力,建立了含彈簧作用的靜力學和動力學數(shù)學模型,并通過MATLAB中搭建虛擬樣機得到了驗證,對手動液控裝置進行了受力分析;設(shè)計了手動液控裝置與并聯(lián)傾動機構(gòu)之間配套的液壓系統(tǒng),搭建了手動液控裝置主體機構(gòu)的物理樣機,并實現(xiàn)了運動控制。
【學位單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TF341
【部分圖文】：

1.手柄 2.動平臺 3.橫軸 4.5.6 RPR 直線分支 7.T 型軸8.電動缸 9.液壓換向閥 10.缸套組件 11.活塞桿組件圖 2-1 手動液控裝置三維模型每個 RPR 直線分支由缸套組件和活塞桿組件兩部分組成，活塞桿組件包括凸臺活塞桿、球體、球套、鎖緊裝置。凸臺上方有垂直活塞桿的通孔，在其下端有通孔可與活塞桿上部固連；球體與具有凹球面的球套通過球副連接，如圖 2-2 所示。在凸臺的側(cè)面有鎖緊機構(gòu)，如圖 2-3 所示。主要功能是對電動缸延長桿實行鎖緊，使電動缸和活塞桿成為一個整體。順時針旋轉(zhuǎn)鎖緊旋鈕 1，兩個鎖緊塊 2 向中間擠壓延長桿 3，來實現(xiàn)鎖緊。缸套組件包括下彈簧、圓板、圓環(huán)、上彈簧，如圖 2-4 所示。缸套外形為方柱體，缸套內(nèi)部軸向為一端密封，另一端帶通孔的圓柱空腔，在中部有垂直偏心穿過圓柱空腔的兩個橫銷，這個橫銷與缸套固連在一起。在缸套內(nèi)包括上彈簧 1，圓環(huán) 2，圓板 3，下彈簧 4。上彈簧 1 的一端抵在缸套的法蘭上，下方抵在圓環(huán) 2 上端面，圓環(huán) 2 的下端面抵在橫銷的上側(cè)面。下彈簧一端抵在圓板 3 的下端面，另一端

閥桿聯(lián)接處

- 11 -1.延長桿 2.旋鈕 3.鎖緊塊 1.上彈簧 2.圓環(huán) 3.圓板 4.下彈簧圖 2-3 鎖緊機構(gòu) 圖 2-4 缸套組件手動操控該裝置的手柄，可以同步協(xié)調(diào)改變?nèi)齻� RPR 型直線分支的長度伸長時，活塞桿帶動球體向上運動，球體會驅(qū)動液壓換向閥閥桿向上擺動，打開油路，進入轉(zhuǎn)爐傾動機構(gòu)的液壓缸下方，使液壓缸向上運動，同時活塞圓環(huán)上升，壓縮上彈簧。當分支縮短時，活塞桿帶動球體向下運動，球體會

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