基于智能减震车轮的计算与设计

基于智能减震车轮的计算与设计

 基于智能减震车轮的计算与设计  

摘要
该课题主要是研究智能液压减震车轮系统,该系统是为了很大程度的减少人力。用液压减震器代替人工,从更深的层面来讲也避免了在骑行过程中的一些危险性的操作,减少人员的伤亡,所以当下人工操作已经满足不了这个社会的需求,需要更加精密完整的系统。
基于这个条件,纵观这个行业的发展前景,结合我所学习的专业知识以及实习的工作单位,在单位同事以及指导老师的帮助下,完成了基于智能减震车轮的设计与计算的毕业设计。
该设备主要是靠液压缸的动作和对压力的检测,在单片机和传感器的作用下对压力进行检测,再将压力转化为电信号作用于液压缸。在一个控制回路中,将单片机(C++)电器控制相互融合。
还有一点对车轮的机械结构也有要求。用三个液压缸代替轮毂架,计算相应的受力分析 强度效合 承装力,在所有参数都达到理想状态,实现智能化控制压力。
 
 
 
 
abstract
This topic is mainly to study the intelligent hydraulic damping wheel system, the system is to greatly reduce the manpower. Using hydraulic shock absorber instead of artificial, from a deeper level also avoid some dangerous operation in the process of riding, reduce casualties, so the current manual operation has been unable to meet the needs of this society, need more precise and complete system.
Based on this condition, throughout the development prospects of the industry, combined with my professional knowledge and internship work unit, with the help of colleagues and guidance teachers, completed the graduation design based on intelligent damping wheel design and calculation.
The device mainly depends on the action of hydraulic cylinder and pressure detection, under the action of single-chip microcomputer and sensor to detect the pressure, and then the pressure into electrical signals acting on the hydraulic cylinder. In a control loop, the single chip microcomputer ( c + + ) electrical control is integrated with each other.
There is also a requirement for the mechanical structure of the wheels. Three hydraulic cylinders are used to replace the hub frame to calculate the corresponding stress analysis strength and load-bearing force, and all parameters reach the ideal state to realize in telligent control of pressure.
目录
 
第一章 绪论
1.1当今自行车的缺陷
1.2液压缸的减震效果
1.3课题研究的意义及社会需要
第二章 智能减震车轮的设计
2.1项目要求
2.2所需的系统及硬件设备
2.3智能减震车轮的说明
第三章 机械设计原理布局
3.1机械设计示意图
3.2部件选型及说明(材料)
第四章 电气控制与选型分析
4.1液压系统的组成
4.2液压系统检测
4.3电气元件清单
4.4电气接线图分析
第五章小结
5.1小结
5.2献文
 
 
 
 
 
 
第一章绪论
1.1当今自行车的缺陷
根据记载我国发明的自行车已经有500多年,在经过一段时间的训练就能骑,现在的年轻人或热爱骑行的人们还在骑,1790年法国研制出两轮自行车,大幅度的增加了适用人群。经过多年的发展改造,现有了脚踏车,机动车,电动车。但使终未突破慢行,陆地不平稳,骑行的颠簸感的局限。
当今社会,在很多的城市已经没有了专门的自行车道,就连一些有专用自行车道的地方,都是因为机动车的太多,很多地方的自行车道都被机动车占了,如果不是上下班高峰期的时候,可能还能各行其道,但是只要遇到上下班高峰期时,甚至有都公交车通行的地方,那也就更不用说了。
现在他们一提起停车难,人们大部分总能想到机动车,为了一个小小的车位,他们能排半个小时以上的队。其实自行车也同样遭遇着停车难的困扰,现在也很难看到专门为自行车停车的地方,很多自行车也只能在机动车停车之间“见缝插针”。而且,在这种情况,如果真的遇到了什么问题,比如对他人机动车的损坏,划伤,和自己自行车的丢失,都是也很难看管。
目前自行车的减震器主要包括座体,转座,弹性件,定位螺丝,定位块和锁固头,一般设有容置部的座体和转座是互相扣合,锁固头螺锁和转座的开口端会将弹性件和定位螺丝和定位块包含在座体和转座容置部的里面,定位的螺丝穿入定位块之后会固定在锁固头的上面,定位块螺设置在定位螺丝上并设有用在定制弹性部件的肩部。转动转座的时候,可以通过定位螺丝和定位块来调整弹性部件的弹性力,从而可以调整减震器的减震缓冲力。
用最简单的话来讲,减震器是可以造成动力损失。人们在骑车的时候蹬一脚下去,自行车的前减震就会损失百分之5-百分之10的动力,自行车的后减震会损失百分之10-百分之20的动力,(这也是看减震器软硬程度而定,越软的减震器动力就会损失越多),减震器也是有一定重量影响的,尤其是前面的减震器,就算是在坐垫上进行改进也已经没有办法改变环境和道路对骑车人的颠簸感。
 
 
1.2液压缸的减震效果
液压缸减震的优点
(1)它体积小,重量轻,所以惯性力较小,在突然过载或停车的时候,不会发生巨大的冲击。
(2)可以在给定范围内平稳的自动调节他的牵引力的速度,就可实现无极调速了。
(3)液压泵和液压马达之间是用油管相互连接的,在空间布置上相互不会受到严格的限制。
(4)由于采用的油液是为工作的介质,元件的相对的运动表面之间可以自行了解润滑,摩擦力小,使用寿命很长。
(5)操纵和控制方便,自动化效率较高。
(6)方便过载保护。
液压缸减震的缺点
(1)液压缸减震对维护和洁净度的要求高,工作油要一直保持清洁。
(2)对液压元件制造工艺精度要求很高,工艺比较复杂复杂,成本也高。
(3)液压元器件的维修比较复杂,需要较高的工艺技术水平。
那么什么是液压缸又是怎样分类的呢?我们生活中常见的液压缸是将液压能转变为机械能。是做直线的往复运动或者是弧线的摆动运动的液压执行元件。它的结构很简单。当用它在做实现往复运动的时候,可以省去一个减速装置,并且在运动的时候没有传动间隙,运动的时候很平稳,所以在各个机械的液压系统中都能得到广泛的应用。当液压缸在输出力是和活塞的有效面积和其两边的压差成正比的,液压缸基本上有缸筒和缸盖,活塞和活塞杆,密封装置,缓冲装置和排气装置组成的元器件。缓冲装置和排气装置是通过具体的场合才能确定下来,液压缸中其他的装置是必不可少的。
液压缸的分类有,液压缸的结构和形式多种是多样的,它的分类方法也是有多种,如果按运动方式可以分为直线往复运动式和回转摇摆式,如果按受液压力作用情况可以分为单作用式和双作用式,如果按结构形式可以分为活塞式,柱塞式和多级伸缩套筒式和齿轮齿条式,如果按安装形式可以分为拉杆式,耳环式,底脚式,铰轴式,压力等级可以分为16Mpa,25Mpa和31.5Mpa等。
   液压缸的减震,就是利用液体的流动性,液压缸中的液压油是有一定的压缩比,如果只是使用那一点压缩比那么他的避震效果可能是微乎其微的,液压减震缸内有一个液压阀它一般都是在底部的,路面震动传导到减震杆减震杆被力量震起迅速上升,液压阀体打开把密封在液压缸内的液压油压流向底部因为液压阀体内有泄压阀,液压油缓慢的回流,减震杆不是直接落到底座上的而是液压油瞬间流到底部的液压油拖起慢慢下落,所以我们经常见到的液压减震器就是一个有活塞,有液压油的铁元器件,不过它可以慢慢拔起来慢慢就会恢复成原来的样子。普通的减震器主要都是弹簧片和阻尼器这两个部分组成的,弹簧片的作用主要是支撑自行车车身的重量,但是阻尼器是为了起到减少地面对自行车震动的作用。  阻尼这个词在汉语词典中的解释式:“物体在运动的过程中受到的各种阻力的影响,能量渐渐衰减从而运动能量减弱的现象”。阻尼器就是人类造的物体运动能量减弱的工具。为了防止物体突然受到自然的冲击,阻尼在我们当今的现实生活中也起着广泛的应用,比如大家开的汽车的减震系统,还有弹簧门在被打开之后还能自己缓缓地关上等等。在生活中阻尼器的种类很多,有空气阻尼器,电磁阻尼器,液压阻尼器等等。我们自行车上将使用的是液压阻尼器。大家都知道,当弹簧在受到外力冲击的时候就会立即缩短,在外力的消失之后又会立刻恢复原状,这样的情况下就会使自行车车身发生不必要的跳动,如果没有阻尼这个元器件在的话,当自行车车轮压到一块小石头或者一个小坑的时候,自行车车身会跳起来,会让骑自行车的人感觉很不舒服。有了阻尼器这个元件,弹簧在受到压缩和伸展的时候就会变得很缓慢,在瞬间的多次弹跳,最后合并为一次比较平缓的弹跳,一次大的弹跳,最后减弱为一次小的弹跳,就是这样反反复复才能起到减震的作用。
1.3课题研究的意义及社会需要
?目前用的最多的是减震器,液压减震器和普通弹簧减震的区别就是在中间轴上多加了一个阻尼,阻尼的类型和形式有很多,在生活中用的最多的还是油液阻尼。它的运动原理是,在阻尼中间活塞内分腔并且加入特殊的液压油液。每当我们对液压减震器进行加压的时候,不仅要克服弹簧的弹力,还要克服阻尼的活塞内部液压油液通过小孔的时候产生的阻尼,这样就可以很大幅的减小简单弹簧避震器产生的连续的跳动,使自行车车身更加的平稳。同时,由于液压油液的阻尼效果,令弹簧的强度也能得到了一定的提高。在吸取减震效果的时候如果弹簧的形变量太大,则会造成自行车车体的局部部件不平衡,对自行车的局部零件磨损消耗不利。所以减震器吸收震动效果冲击的阻尼力也要大于了液压油液回缩的时候的阻尼力,形变量也远远小于回弹时的形变量。很多人做这个课题大部分都是为了晋职的现实需要,这是一种职称式的课题,这些事情会使课题研究的过程中产生了很多的分歧。剥离了这些扭曲的,变态的,我还发现了课题研究对工作者,学习者的进步作用都是非常大的,是其他的形式方式无可替代的。
1、发现了兴趣、涵养的兴趣。每个人都要做好或者是学会自己所在的行业的工作或所学的专业学科,都是必须对自己面对的工作和学习有着很强大的兴趣,课题研究就是很能发现,自己的涵养自己的兴趣,也能够卓越的展现自己的兴趣,将学到的融入到终身的工作学习中。
2、实现的专业化发展。经济的全球一体化的背之下,每一个行业都是强调专业化的发展。教师也要专业化发展,就连做箱的做包的也要专业化发展等等等,课题的研究就是工作者想实现专业化的发展的一条有效的道路。
3、要紧跟学习时代的社会发展的脚步。一直学习社会的道理,要使自己不会被时代所淘汰,唯一有效的办法就是学习,学习,再学习。而要一直保持自己有强烈的学习动力和动力,要保证自己较高的学习效率,这可能也只能找到课题研究这一种办法了。
4、要保持旺盛的思想能力。思想的视野、思考的能力往往是决定着一个人的工作效率和事业成败。课题的研究强调把理论思想和自己的工作中的实际问题的结合在一起,重点是独立思考寻找解决问题的方法和步骤;就是这样课题研究是对提高一个人的思想能力的帮助也是会很明显的。
5、提高创新实践的能力。“大众创业,万众创新”的背景下,“创业和创新”都成了每一个公民生活篇章中的一个关键词;但是“创业和创新”不是大家喊出来的,而是靠大家一起做出来的。这个课题就是要切切实实的“做”,做课题研究也正好能弥补现在中国大学生、工作者们大都缺乏的一种创新实践的能力。
6、能触摸学术的前沿,也能保持课题和专业的发展的领先的地位。在长期做课题研究的同学来说,自然就能够感受到最新的理论和思想的启迪;也能够感受到科技前沿的灯光的魅力。我们感受到这种所属领域的科学尖端的知识,自然就很容易的保持住自己课题和专业发展的领先的地位。
参考文献
(1)《液压与气动控制》    主编 曾文萱 机械工业出版社
(2)《机械制造工艺与装备》主编 倪森寿 化学工业出版社
(3)《机电一体化设备维修》主编 张豪   化学工业出版社
(4)《数控编程与操作》    主编 郑贞平 机械工业出版社
(5)《C语言编程设计》    主编 谭浩强  清华大学出版社
(6)《机械设计基础》      主编 林伟   电子工业出版社

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