基于XC164CS的连续式液压提升机器人研究

放鹤

硕士论文：基于XC164CS的连续式液压提升机器人研究

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同济大学机械工程学院
硕士学位论文
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* X! S: s4 n4 _, a! }' l3 \姓名：李海亮
5 m/ @7 U+ q! B& w申请学位级别：硕士
专业：机械电子工程
& R6 O4 e  D* P3 t9 r/ b/ w" ?指导教师：米智楠
20090301

放鹤

摘要
随着我国综合国力的提高和现代化进程的加快，各种大型公用设施建设蓬勃发展，例如体育馆、会展中心、飞机库、剧院等各种大跨度、大空间结构在全国各大城市大量兴建，在这些项目中，由于设施的重量重、体积大、跨度大、安装高度高、安装精度要求高，无疑对施工技术提出了更严格的要求。传统的千斤顶顶升技术，起重机吊装技术等均不能满足提升工作的需要，间歇式液压同步提升技术效率低，提升过程中出现停顿，并带有冲击惯性。对连续式液压同步提升技术的研究具有重要意义。
本文设计了基于XCl64CS的16位单片机的连续式液压同步提升机器入的控制系统方案，并对机器人的液压泵站和液压提升器等机械本体进行一体化设计。本文研究的具体内容如下：
首先，对连续式液压提升机器人和间歇式液压提升机器人机械机构和运动机理进行比较分析，同时，优化设计连续式液压提升机器人的液压原理图。提出连续式液压提升机器人液压泵站和提升器等机械部件一体化的方案，并为提升机器人量身打造液压泵站系统，精简其体积，以便在施工空间受到严格限制的场合也能使用。同时，一体化避免了液压泵站和液压提升器之间的远距离软管连接，可以减少施工准备时间、降低压力损失和提高系统的稳定性。设计基于XCl64CS的控制系统。通过上、下提升液压缸和锚具缸状态的检测，经控制系统处理后，来驱动电磁换向阀工作，实现提升液压缸的提升和下降以及锚具液压缸的紧锚与松锚。通过对提升重物位移等信号的处理，来驱动电液比例调速阀，以达到对提升重物速度进行控制的目的。同时，通过模块化设计方法，进行相应地软件设计。最后，对连续式液压提升机器人的速度控制进行分析。根据速度控制的要求，机器人控制系统发出的相应的PWM信号，作用于电液比例调速阀，来调节调速阀开口，从而改变调速阀的流量，进而调节液压提升的速度。通过建立系统的数学模型，借助Simulink仿真，证明PWM速度控制的有效性。
关键词：连续式液压提升机器人机械本体一体化液压泵站速度控制