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1．目標(biāo)：
設(shè)計(jì)一個(gè)由液壓驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)控制，使用PID控制算法的四頂同步頂升系統(tǒng)。
1） 完成該產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫(huà)出該產(chǎn)品的裝配圖盒零件圖；
2） 完成該產(chǎn)品的液壓回路設(shè)計(jì)，畫(huà)出液壓原理圖；
3） 完成該產(chǎn)品的單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，畫(huà)出單片機(jī)控制原理圖
4） 完成該產(chǎn)品的PID控制算法，并進(jìn)行仿真試驗(yàn)。
2．主要特色
該系統(tǒng)具有位置檢測(cè)和壓力檢測(cè)功能，可適用于不規(guī)則工作表面的工件，并且體積小、承載適中、精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便，具有很高的實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)空間。
3．工作進(jìn)度
1）搜集資料寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，英文翻譯 2周
2）設(shè)計(jì)液壓千斤頂?shù)臋C(jī)械結(jié)構(gòu)，并繪制零件圖和裝配圖 4周
3）設(shè)計(jì)液壓千斤頂?shù)囊簤夯芈? 1周
4）單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，繪制電路原理圖 4周
5）撰寫(xiě)畢業(yè)論文 2周
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
畢業(yè)課題名稱(chēng)：液壓伺服千斤頂系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、選題的依據(jù)及課題的意義
三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案
本課題主要包含千斤頂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓回路設(shè)計(jì)、單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)幾個(gè)部分。
在千斤頂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用了法蘭型液壓缸原型，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)液壓千斤頂?shù)氖褂锰匦赃M(jìn)行了調(diào)整。最后成形時(shí)所包含的主要部件是底座、油缸、底蓋、活塞、導(dǎo)向套、支撐套、鎖母、球頭、工作臺(tái)和壓力傳感器及光柵傳感器。需要對(duì)重要部件進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。
在液壓回路設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于該頂升系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，并配有壓力傳感器和光柵位移傳感器來(lái)檢測(cè)壓力信號(hào)和千斤頂?shù)奈灰屏?，所以可通過(guò)單片機(jī)控制油缸內(nèi)的壓力、進(jìn)油口的流量和活塞的運(yùn)動(dòng)速度。這樣在一般液壓系統(tǒng)中常用到的節(jié)流閥、調(diào)速閥、背壓閥、減壓閥等元器件可不必使用到，液壓回路得到極大的簡(jiǎn)化。最終的液壓回路是由油泵、二位四通電磁換向閥、平衡閥、溢流閥、濾油器和液壓缸組成。
在設(shè)計(jì)時(shí)將單片機(jī)控制系統(tǒng)劃分為鍵盤(pán)部分、顯示器部分、片外存儲(chǔ)部分、位移檢測(cè)電路部分、液壓檢測(cè)電路部分和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分這幾個(gè)模塊。
國(guó)外對(duì)同步系統(tǒng)的研究起步較早，在控制精度和噸位上都達(dá)到了較高水平。美國(guó)實(shí)用動(dòng)力ENERPAC是這一行業(yè)的佼佼者，在澳大利亞的昆士蘭州，G&S 工程技術(shù) 服務(wù)公司就采用了 ENERPAC（恩派克）提供的同步頂升液壓系統(tǒng) 成功地完成了重達(dá) 3500 多噸的礦山巨型索斗鏟的頂升，誤差 小于 0.5mm。在上海因廣場(chǎng)改造而需要整體平移的上海音樂(lè)廳使用了ENERPAC公司開(kāi)發(fā)的一套具有四組共60個(gè)高精度頂升點(diǎn)的計(jì)算機(jī)控制同步頂升和頂推系統(tǒng)，以小于0.2mm的誤差將建筑物同步頂升至預(yù)定高度并順利完成平移任務(wù)。
我國(guó)在這領(lǐng)域起步雖晚，但發(fā)展迅速，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展也獲得了許多曙目的成就，今年（2006年）1月4日，目前世界上最大的閘門(mén)——葛洲壩1號(hào)船閘重達(dá)200噸、面積相當(dāng)于籃球場(chǎng)大的上游人字閘門(mén)安裝就位。此舉標(biāo)志著我國(guó)自主研制的第一套大型船閘門(mén)同步頂升系統(tǒng)獲得成功。在上海興建的磁懸浮列車(chē)的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件軌道梁是確保磁懸浮列車(chē)快速、平穩(wěn)、安全的重要保證，其加工精度要求非常高，但每段軌道梁長(zhǎng)25米，重16噸，對(duì)其進(jìn)行精確升舉困難重重，上海千斤頂廠自主開(kāi)發(fā)的高精度同步頂升裝置不負(fù)眾望，順利完成任務(wù)，其同步頂升精度≤0.03mm，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)浙江省海鹽縣有“千斤頂之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。在千斤頂和同步系統(tǒng)方面形成規(guī)?；a(chǎn)，年生產(chǎn)能力達(dá)800萬(wàn)臺(tái)以上，銷(xiāo)量位居世界前列。
隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，工業(yè)化程度的不斷深入，大尺寸、大重量、不規(guī)則表面的工件越來(lái)越多的成為工廠加工的對(duì)象。而在加工過(guò)程中如何將這些工件準(zhǔn)確的提升至預(yù)定位置則成為最難解決的問(wèn)題，這時(shí)傳統(tǒng)的千斤頂和起重機(jī)等設(shè)備就顯示出先天不足的缺陷來(lái)。也正是在這種環(huán)境下，同步頂升系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并在建筑、機(jī)械加工、造船等行業(yè)扮演著越來(lái)越重要的角色。同步頂升系統(tǒng)是由控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制多個(gè)千斤頂，使其具備頂升大重量、大體積、復(fù)雜工作表面的工件的能力，并具有同步升降、點(diǎn)動(dòng)升降、連續(xù)升降、側(cè)翻仰俯等功能的機(jī)電一體化設(shè)備。其控制系統(tǒng)可以是微機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器等；其動(dòng)力系統(tǒng)有液壓式、氣電式、汽液兩用式等；噸位從幾百公斤到幾千噸不等，主要由動(dòng)力方式和千斤頂?shù)膫€(gè)數(shù)來(lái)決定 。由于其體積小、承載重、精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的用于電力、建筑、機(jī)械制造、礦山、鐵路橋梁、造船等多種行業(yè)中發(fā)揮了極其重要的作用。基于單片機(jī)控制、液壓傳動(dòng)的四頂頂升系統(tǒng)是較常見(jiàn)的，控制算法較簡(jiǎn)單的一種。由于其控制簡(jiǎn)便、噸位適中、價(jià)格也很低廉的優(yōu)點(diǎn)得其在中小企業(yè)、民營(yíng)單位甚至輕工業(yè)領(lǐng)域都有很高的使用度。其重要性不言而喻，對(duì)其進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)具有很大的市場(chǎng)空間和實(shí)用價(jià)值。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）