开题报告-平行光管平台平动机构设计平台平动机构设计

开题报告填写要求开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册） 。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如 02011401X02） ，不能只写最后 2 位或 1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2016 年 3 月 15 日”或“2016-03-15” ；6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 设 计 开 题 报 告文 献 综 述1 引言： 平行光管是光学实验及计量检测的重要设备 ,是一种高精度测试仪器 ,它可以测量微小角度位移及平 面的微小起伏 ,是目前工厂和实验室的测试仪器之一; 同时 ,它也是照相物镜和望远物镜等无限共轭成像 光学系统的校调和像质检验不可缺少的测量基准。在检测中，高精度平行光管对保证质量是至关重要的。因此，有一个好的测试平台更是重中之重。2、本课题研究的目的：平行光管测量仪是一种光学精密测量仪器，本课题需为平行光管测量仪设计建造一个平台，手动实现要求的测量动作。要求，平行光管能沿平台实现前后移动，和上下移动。3、本课题研究的意义：随着科技的发展，精密定位和位移技术在国防工业、微电子工程、航空航天和生物工程等领域都发挥着重要的作用。它直接影响了整个机械行业的技术发展，决定了机械加工精度和产品的质量性能，进而影响到设备的可靠性与稳定性。如在航天航空领域中存在大量的光学仪器，要求这些仪器中的某些关键构可以实现高精度的定位和运动分辨率，以提高成像系统的成像质量，获得更好的观测效果，同时工作环境也对此类位移机构提出了更高的要求，如润滑条件、安装空间和振动等；在光电跟踪设备中，需要对目标进行实时跟踪，因此要求其调节灵敏度高，响应速度快，从而使跟踪系统具有较小的脱靶量，实现对目标准确跟踪。 精密位移平台是实现精密定位和位移的主要设备。根据考虑因素的不同可以将位移平台进行不同的分类。按照位移机构的工作原理可以将位移平台分为机械式和机电式两种。机械式位移平台是指通过机械结构来实现位移的平台,用的机械结构有丝杠、齿轮、楔块、蜗轮蜗杆组合机构以及柔性位移机构等，结构形式的不同决定了这些平台具有不同的工作特性；机电式是将某些可以精确控制的物理量根据其变化特点以特定的形式转化为材料的变形从而提供工作位移，如常见的电致伸缩、磁致伸缩和压电陶瓷类位移平台属于此类机电式平台。 平台提供位移总离不开特定的机械结构，按照导轨形式可以将平台分为有导轨和无导轨类位移平台。有导轨类平台通过导轨的导向来保证在固定的方向实现精确的位移和定位，如基滑动导轨和滚动导轨类的位移平台。这些基于机械导轨的位移平台可以实现较大的行程，但是由于导轨与平台的直接接触，存在机械摩擦、低速爬行和需要润滑等不足，因此很难达到很高的运动精度。许多学者对空气静压导轨和气浮定位平台进行了研究并取得了一定的成果，但是此类平台对环境要求较高，且平台结构复杂，因此限制了其应用范围。无导轨类位移平台是一类新型的柔性位移机构，变形是机构主要的工作形式。全柔性机构不包含刚性运动副，仅由柔性构件和柔性运动副构成。有导轨类平台属 于刚性机构，是通过运动副(转动副和移动副等)来实现机构的运动转换或者能量传递。精密位移和精确定位是现代机械电子设备技术领域的关键技术之一。精密位移平台多用于高精度仪器的精密对准和精密装调，空间站、载人飞船、航天飞机和遥感卫星等近地轨道航天器一般都配置有多种光学与电子设备，如望远镜，光学干涉仪，各类遥感设备器件以及各类相机和成像光谱仪等。为了获得较好的观察和观测效果，提高遥感器件的成像质量，在航天器总体设计过程中，需要应用具有较高的运动位移分辨率和定位精度的工作平台，同时对环境振动、冲击的隔离和对内部振源的抑制也具有严格的要求；在生物、医学工程的研究中，也需要采用高精度的能做快速运动的微位移工作台对细胞进行搬动、分离、组合，对 DNA 分子进行拉伸并固定到隔膜上，对蛋白质分子进行操作和生成薄膜结构等，由于在一些情况下精密位移平台本身就是高精度仪器中的重要组成部分，所以平台的轻型化和微型化也是必须考虑的内容。因此，在现代高科技迅速发展的今天，在高精度精密仪器领域中的精密位移平台特别受到业内人士的高度重视。在已有的精密位移平台中，传动机构多为丝杠和导轨传动机构。近年来为提高位移精度，在驱动上使用高精度滚珠丝杠的比率有了很大的提高。由于它们的标准化、系列化、通用化程度很高，又有广阔的市场，十分有利于组织专业化大批量生产。随着位移平台速度的提高，滑动导轨的不足逐渐显现出来，包括滑动导轨摩擦力较大，直线度差等。因此，这种平台多用于移动直线度求较低的场合，导轨的使用也逐渐由滑动向滚动转化。虽然在中国，滑动导轨的使用还占大多数，但使用滚珠导轨和滚柱导轨的平台数量在急速上升。随着科学的发展和技术的进步，除了机械设备技术领域，还有很多应用领域都对位移平台的位移定位精度提出了更高的要求。如依据半导体加工技术、1C 制芯关键装备(分布光刻机等)、IC 后封装设备等对作业系统高速高精度的实际需求，已开展的宏微结合双重驱动的高速高精度定位技术的研究，以及光纤对接、微细加工、微型机器人、自适应光学等领域对精密定位平台的研究等。综上所述，针对高科技领位移平台，应体现快速位移运动、安装简便、省空间、环保和成本低等特点。本文应对这些要求，研制了一种手动平动平台用以配合平行光管测量的需求。参考文献： 1苏大图，光学测量，北京:机械工业出版社。 1993.2闫永达 ,孙涛,董申.采用新型驱动器的微位移工作台设计与实验研究.航空精密制造技术, 2001,.3 牛鸣岐，王保民，王振甫 . 机械原理课程设计手册. 重庆：重庆大学出版社， 2001-11:4 徐盛林 , 陈耿 . 精密超精密定位技术及其应用 J. 中国机械工程 ,1997, 85 吴宗泽 .机械设计手册. .北京：高等教育出版社.6 孙桓 ,机械原理. 北京：高等教育出版社.20067 马永林 . 机械原理. 北京：.高等教育出版社.20088 沈纫秋，工程材料与制造工艺教程. 北京：航空工业出版社9 徐灏 ，机械设计手册，北京：北京机械工业出版社，1995.1210吕宏 王慧 机械设计。北京：北京大学出版社 2010.811林兰华 理论力学，科学出版社，200912张黎骅 郑平新编机械手册。人民邮电出版13易声耀 番存云 一种新型位移平台的传动系统设计与分析J,机械设计2007(5)14易声耀 番存云 一种新型位移平台力学仿真与试验研究J,机械设计2007(4） 15成大光 机械设计手册.7 版。北京，化学工业出版社.2002。 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题要完成的任务：平行光管测量仪是一种光学精密测量仪器，某研究所需要为其购买的平行光管 测量仪设计建造一个平台，手动实现要求的测量动作。本课题利用所学设计理论与方法对该平台进行分析与设计，解决在设计和分析过程中所遇到的具体问题。最后利用 CAD 软件完成设计任务。 本课题的要求：对本课题进行深入的分析与研究，熟悉所设计产品的工作原理与工作过程。熟练掌握所使用的设计软件的一般功能，在此基础上对软件中运动分析进行深入的 探讨，设计出满足课题要求的产品。本课题的具体工作内容1 平行光管测量仪平台的原始数据、技术要求、工作过程详见所给资料；2 根据给定的资料，完成平台的分析；3 根据分析结果和总体设计构想进行两个平动机构的设计；4 完成两个平动机构的零件图及组装图。设计要考虑的问题：1.平行光管测试平台外形的大小。2 平行光管测试平台的设计成本。3.平行光管测试平台平动机构控制方式。4 平行光管测试平台实现平动时动力来源。5.平行光管测试平台平动机构采用什么样的运动方式。6 平行光管测试平台平动机构要求实现,上下移动、前后移动。(其中上下平动要求实现快速移动和微调。)7 平行光管测试平台平动机构平动的范围。 8 平行光管测试平台平动机构实现平动时导轨的选用。设计参数：上下移动范围为 1500mm2500mm，微调范围为 50mm，偏差为 10um。前后移动行程为 100mm，偏差为 10um。设计准则 在平台平动机构设计过程中始终坚持以下原则： 总体原则 流程决定功能，光学要求决定精度； 功能完备性 全面响应系统功能和技术指标，满足系统功能和系统技术指标要求，能够使此次设计的平台用运到各种需求的场合，使平台的价值得以提高； 可靠性和稳定性 平台实用可靠、使用方便、经济安全，可靠性较高以及有稳定的性能指标，能够保证其长期正常运行； 可维护性 尽量减少维护所需的时间，提高平台使用效率； 标准化 元件选型、工作流程标准化，使测试平台具有低的运行成本； 简单的操作使用方法，提高实验运行效率； 总体性能优良。 设计方案：此次设计位移平台选用机械式。机械式位移平台是指通过机械结构来实现位移的平台,用的机械结构有丝杠螺母、凸轮、配种平衡块、手柄组合机构以及导轨等组成。平台平动机构动力由实验操作人员人工提供。导轨的选用:导轨是由金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。导轨有很多种，燕尾形直线导轨、矩形直线导轨、V 形直线导轨 、滑动导轨、滚珠导轨、滚柱导轨等。本次设计，选用 V 型导轨、双边燕尾导轨。V 导轨磨损后能自动赔偿，故导向精度较高。双边燕尾导轨结构紧凑、能防起伏。传动机构：传动机构是把动力从机器的一部分传递到另一部分，使机器或机器部件运动或运转的构件或机构。齿轮传动机构、链传动机构、带传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、凸轮机构等。本次设计采用丝杠螺母和导轨传动机构。大概设计方案为：平行光管测量平台要有四个工作面，用以分别实现平台的上下平动、前后平动、水平摆动、俯仰摆动四个自由度的运动。以此来提高平行光管的应用范围，实现平行光管各个角度的调节。使平台有更好的应用价值。其中，前后移动主要机构由丝杆螺母、V 型导轨组成。操作方法：通过摇动丝杆螺母使平台沿着 V 型导轨实现前后移动。导轨采用包夹形式，用来防止导轨。上下移动主要机构由手柄、配重平衡块、锁紧装置、丝杠螺母、双边燕尾导轨、导柱等组成。操作方法： 通过推或拉手柄，并配合配重平衡块和锁紧装置实现平行光管沿着导柱的快速上下移动。微调通过摇动丝杆螺母使平行光管沿着双边燕尾导轨上下移动。（其中双边燕尾导轨由静轨和动轨组成，双边燕尾导轨起导向和防起伏的作用。 ） 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：王安亮同学本次所做