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闸机扇门模块的设计与研究

作　者: 柯旭
导　师: 李永新；牛国柱
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 扇门模块 门扇 曲柄摇杆机构 运动学分析 动力学分析
分类号: U231.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 50次
引　用: 1次
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内容摘要


扇门模块作为闸机的阻挡装置,目前在大型公共场所的应用主要是依赖于进口。课题结合部分国外产品技术,完成对扇门模块的设计与研究。(1)在分析了扇门模块的具体工作功能的基础上,拟定设计了一套完成扇门模块功能的运动方案；(2)根据扇门模块的门扇的工作环境和设计目的,并通过有限元的分析研究,完成了扇门模块的阻挡机构——门扇的结构设计；(3)根据扇门模块在闸机通道内的工作要求,综合设计了扇门模块的主运动机构——曲柄摇杆机构,并由机构的运动学理论,仿真分析了曲柄摇杆机构,并获得了相应的动态参数变化曲线；(4)完成了扇门模块的机械结构的设计,建立了扇门模块的机械动力学模型,应用ADAMS软件仿真了扇门模块的运动过程,从而分析研究了扇门模块的动力学特性,得出了一些相关的动态参数变化曲线；(5)根据扇门模块的参数分析,完成了扇门模块的各部件选型,设计了扇门模块的自动回缩机构,并定义了扇门模块控制系统的部分设计条件。最后,完成了扇门模块的设计,建立了扇门模块的虚拟样机,并通过仿真证明其能够有效的完成扇门模块的功能要求。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题的研究目的和意义  8-9
  1.2 国内外的研究现状  9-10
  1.3 课题的主要任务  10
  1.4 课题研究的内容及安排  10-12
2 扇门模块运动方案的拟定  12-21
  2.1 扇门模块的设计任务  12
  2.2 扇门模块主运动的机构选型  12-16
    2.2.1 凸轮机构  13
    2.2.2 双摇杆机构  13-14
    2.2.3 六杆机构  14-15
    2.2.4 曲柄摇杆机构  15
    2.2.5 扇门的机构方案  15-16
  2.3 自动回缩机构  16-19
    2.3.1 常用机构方案  16-17
    2.3.2 机构方案的设计  17-19
  2.4 到位检测装置  19
  2.5 扇门的状态保持功能  19-20
  2.6 本章小结  20-21
3 门扇的结构设计与有限元分析  21-32
  3.1 门扇的结构设计  21-22
    3.1.1 门扇的外形结构  21-22
    3.1.2 门扇的结构方案  22
  3.2 聚氨酯泡沫塑料的材性  22-23
  3.3 钢构件的结构设计  23-25
    3.3.1 钢构件的结构方案  23-24
    3.3.2 双钢板组合结构  24-25
  3.4 门扇的有限元动力分析  25-29
    3.4.1 行人碰撞模型  25-26
    3.4.2 ABAQUS有限元模型  26-28
    3.4.3 显示积分算法  28-29
  3.5 计算结果及钢构件的结构优化  29-31
    3.5.1 碰撞结果分析  29-30
    3.5.2 双钢板的结构优化  30-31
  3.6 本章小结  31-32
4 曲柄摇杆机构的设计与运动学分析  32-41
  4.1 曲柄摇杆机构的选型  33-34
  4.2 曲柄摇杆机构的设计  34-37
    4.2.1 正置曲柄摇杆机构  34-35
    4.2.2 曲柄摇杆机构的已知条件  35-36
    4.2.3 曲柄摇杆机构的尺寸综合  36-37
  4.3 曲柄摇杆机构的运动学分析  37-40
    4.3.1 曲柄摇杆机构的数学模型  37-38
    4.3.2 运动学仿真  38-40
    4.3.3 仿真结果分析与研究  40
  4.4 本章小结  40-41
5 扇门模块的结构设计与动力学分析  41-55
  5.1 扇门的减振设计  41-43
    5.1.1 扇门的机械振动  41
    5.1.2 扭转弹簧的设计  41-43
    5.1.3 橡胶减振器的设计  43
  5.2 门架的设计  43-44
  5.3 摇臂的设计  44-45
  5.4 心轴的设计  45-46
  5.5 轴承的设计  46-47
  5.6 机架的设计  47-49
  5.7 扇门机构的动力学分析  49-54
    5.7.1 扇门机构的动力学模型  49-52
    5.7.2 机构的动力学仿真  52-54
  5.8 本章小结  54-55
6 扇门模块的部件选型设计及控制系统的设计  55-63
  6.1 电机选型设计  55-57
    6.1.1 电机参数的计算  55
    6.1.2 电机选型  55-56
    6.1.3 转动惯量匹配验算  56-57
  6.2 电机减速器的选型  57
  6.3 自动回缩机构的设计  57-58
    6.3.1 弹性元件的结构设计  57-58
    6.3.2 电磁铁的选型参数  58
  6.4 传感器的选型及布置  58-59
  6.5 控制系统的设计研究  59-62
    6.5.1 扇门模块的整体控制方案  59
    6.5.2 扇门模块的控制算法  59-60
    6.5.3 控制电路的设计  60-62
  6.6 本章小结  62-63
7 总结与展望  63-65
  7.1 总结  63
  7.2 展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录  69-74

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 特种铁路 > 地下铁路 > 地铁自动控制
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