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船模强制运动装置可行性方案分析与设计

作　者: 汤晓宇
导　师: 宗智
学　校: 大连理工大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: AWD直线运动平台曲柄滑块机构设计方案船模强制运动装置组合
分类号: U664
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 68次
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内容摘要

根据大连理工大学船模试验水池的现有船模试验设备情况，为进一步丰富船模试验内容，本文分别以AWD直线运动平台和曲柄滑块机构做为核心运动构件，提出了两套船模强制运动装置的设计方案，并分别对两套方案进行了可行性分析，通过将该船模强制运动装置应用于船模拘束性试验，可以方便地实现船模在水中的各种运动状态。本文设计的船模强制运动装置综合了以往VPMM与HPMM在运动特性上的优点。如有些试验水池用于船模拘束性试验的垂直平面运动机构(VPMM)只能实现船模的强制升沉、纵摇，以及纵摇与升沉的组合运动；对于只设置了水平面方向上的平面运动机构(HPMM)的试验水池，则只能实现船模的强制横荡、首摇、首摇与漂角，以及首摇与舵角的组合。本文设计的船模强制运动装置同时具备了驱动船模做横向、垂向，以及纵向运动的路径与结构形式，可以实现船模的强制横摇、横荡、首摇、纵摇、升沉、以及横向运动之间、垂向运动之间、横向运动与垂向运动之间的某些组合运动模式，并设计出恰当的结构形式用于船模与装置的连接，使船模尽可能在指定方向上受到拘束力的作用，而在其它方向上具有充分的自由度。进而可以通过在适当的位置上安放多分量传感器，测出所需的水动力与力矩。此外，对核心运动部件AWD直线运动平台，以及控制电机，减速器等方案中涉及到的产品做了简要的介绍，并给出了相关规格参数，为后续阶段的详细设计、方案评估，以及经济论证等提供参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 概述  8
  1.2 国内外拘束船模试验设备发展情况  8-12
  1.3 船模强制运动装置的特点  12
  1.4 本文的工作内容  12-13
2 以 AWD直线运动平台为核心运动构件的船模强制运动装置方案分析与设计(方案一)  13-22
  2.1 执行机构运动路径设计  13-19
    2.1.1 纵向运动路径及结构设计  15-17
    2.1.2 横向运动路径及结构设计  17
    2.1.3 垂向运动路径及结构设计  17-19
  2.2 执行机构与船模的连接形式设计  19-21
  2.3 本章小结  21-22
3 AWD直线运动平台产品介绍及选型  22-28
  3.1 AWD直线定位平台分类  22-25
    3.1.1 精密型平台  22-24
    3.1.2 经济型平台  24-25
  3.2 平台的基本组成  25-26
  3.3 AWD平台的可选附件  26
  3.4 AWD平台的重要指标(选型必备)  26
  3.5 AWD平台的应用行业  26-27
  3.6 本章小结  27-28
4 以曲柄滑块机构为核心运动构件的船模强制运动装置方案分析与设计(方案二)  28-41
  4.1 曲柄滑块机构运动稳定性分析  28-30
  4.2 曲柄滑块机构运动特性的模拟  30-32
  4.3 执行机构运动路径及结构设计  32-36
    4.3.1 纵向运动路径及结构设计  32-33
    4.3.2 横向运动路径及结构设计  33-34
    4.3.3 垂向运动路径及结构设计  34-36
  4.4 执行机构与船模的连接形式设计  36-40
  4.5 本章小结  40-41
5 电机—减速器输出扭矩估算  41-48
  5.1 船模强制纵摇状态—输出扭矩估算  41-47
  5.2 本章小节  47-48
6 伺服电机及驱动器产品简介与选型参考  48-58
  6.1 BSH伺服电机系列产品简介与选型参考  48-54
    6.1.1 BSH伺服电机产品概述  48-49
    6.1.2 BSH伺服电机选型参考  49-54
  6.2 Lexium 05伺服驱动器系列产品简介及选型参考  54-58
    6.2.1 Lexium 05驱动器操作模式简介  54-58
7 减速机设计选型  58-62
8 控制系统简介  62-67
  8.1 概述  62
  8.2 系统组成  62-63
  8.3 Trio控制器的技术特点  63-66
  8.4 本章小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-70
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  70-71
致谢  71-72

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