随着核能在军用和民用领域的广泛应用,相关设备都需要进行更新以适应核工业复杂的工作环境,监控系统是监测工厂情况和设备运行的主要设备,与之配套的云台装置也逐渐成为科研人员研究的重点。目前针对核工业密闭热室的云台研究较少,本课题以室内和室外全方位云台为基础,设计一种适应核工业密闭热室复杂环境且能够实现快换的云台装置,同时对云台的设计原理、监控范围、运行误差和控制方法进行分析,最后进行静力学和动力学仿真。针对快换云台装置进行了如下研究工作。(1)首先建立快换云台的三维模型。以室内外全方位云台为基础,对快换云台的顶部、中部和底部结构进行原理分析、设计和建模。(2)根据建立的模型及设计的运动数据分析快换云台的监控范围和定位精度,计算其结果是否符合设计要求;同时设计了云台的总体控制方案,并对电机及相关元器件进行选型,确定其控制运行的方式。(3)最后利用ANSYS对云台转运时的主要承重件及框架进行静力学分析,将静力仿真结果与材料力学性能对比,验证零件和云台框架设计的合理性;再利用ADAMS进行动力学仿真,模拟云台的真实运动状况,然后将仿真结果与之前的求解结果进行对比,验证云台系统设计的正确性。本课题研制了一套能够适应核工业热室的快换云台装置,能在各种复杂环境下准确定位、平稳运行,可为其他云台装置的设计提供借鉴。
基本信息
| 题目 | 密闭空间中云台及其快换系统的研发 |
| 文献类型 | 硕士论文 |
| 作者 | 李聪 |
| 作者单位 | 浙江科技学院 |
| 导师 | 徐爱群 |
| 文献来源 | 浙江科技学院 |
| 发表年份 | 2020 |
| 学科分类 | 工程科技Ⅱ辑 |
| 专业分类 | 核科学技术 |
| 分类号 | TL292 |
| 关键词 | 云台机构,快换结构,动力学分析,仿真分析 |
| 总页数： | 85 |
| 文件大小： | 4070K |
论文目录
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外摄像机云台研究的现状 |
| 1.2.1 国外云台研究现状 |
| 1.2.2 国内云台研究现状 |
| 1.3 研究意义及内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究主要内容 |
| 1.3.3 课题研究任务 |
| 1.4 论文的章节安排 |
| 第二章 云台设计基础 |
| 2.1 云台设计基本理论 |
| 2.1.1 云台设计的基本参数 |
| 2.1.2 云台运动方案设计 |
| 2.1.3 云台材料的选择 |
| 2.2 执行机构的选择 |
| 2.2.1 驱动电机类型选用 |
| 2.2.2 二相混合式步进电机数学模型 |
| 2.2.3 步进电机控制原理 |
| 2.2.4 传动方式的选择 |
| 2.3 影响云台运动的因素分析 |
| 2.3.1 阻力矩的影响 |
| 2.3.2 框架重心偏差影响 |
| 2.3.3 工作环境的影响 |
| 2.3.4 机构误差的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 摄像机云台的结构设计 |
| 3.0 云台结构的方案设计 |
| 3.1 云台总体结构及组成 |
| 3.1.1 云台上部结构设计 |
| 3.1.2 云台中部转向结构设计 |
| 3.1.3 云台底部快换结构设计 |
| 3.1.4 摄像机实际监控角度与范围 |
| 3.2 传动关节参数计算及电机的选型 |
| 3.3 云台定位精度分析 |
| 3.4 云台控制系统 |
| 3.4.1 云台控制系统总体设计 |
| 3.4.2 位置编码器的选择 |
| 3.4.3 步进电机位置闭环控制 |
| 3.4.4 限位开关的选型 |
| 3.4.5 电机传动机理 |
| 3.4.6 运动平台的控制方式设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 云台仿真分析及测试 |
| 4.1 云台ansys静力学分析 |
| 4.1.1 ansys静力学分析原理 |
| 4.1.2 静力学分析的步骤 |
| 4.1.3 力学结果分析 |
| 4.2 云台adams动力学分析 |
| 4.2.1 adams分析简介 |
| 4.2.2 虚拟样机的建立 |
| 4.2.3 仿真结果与分析 |
| 4.3 云台装置测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
参考文献
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| [14] 魅力云台山[J]. 时代报告(奔流) 2017(03) |
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