摩托車專用升降平臺設(shè)計
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畢業(yè)設(shè)計（論文）英文資料翻譯
題目 壓電液壓驅(qū)動器的設(shè)計和測試
摘要
本文介紹的設(shè)計方法是建設(shè)一個使用智能材料提供液壓流體動力的驅(qū)動器。在被描述的驅(qū)動器類，液壓油從硬盤頻率壓電或其他智能材料中分離輸出缸的運行頻率。這種解耦允許在高頻壓電驅(qū)動，以提取物質(zhì)的最高大量能源，以及液壓缸在低頻驅(qū)動提供長沖程。然而，由于遵循流體的可壓縮性和結(jié)構(gòu)性，基本阻抗匹配和流體之間的壓電很難能量轉(zhuǎn)換成加壓壓電液壓油流。在材料，機械設(shè)計，以及流體機械接口領(lǐng)域的基本設(shè)計權(quán)衡和重大技術(shù)問題存在爭論。提出原型設(shè)備和元件測量。介紹測試方法，測試量化泵壓力和流量，得出動力量和速度。一系列的試驗表明由智能材料提供強力長沖程驅(qū)動的裝置的可能性。
關(guān)鍵詞：壓電，智能材料， 壓電液壓 ，驅(qū)動，電源的電線，水泵
導(dǎo)言
智能材料，如壓電， 磁限和電限長期應(yīng)用在精確控制方面。由于其形變能力有限，這些材料通常沒有用于要求大量直線運動的驅(qū)動器。近幾十年出現(xiàn)了依靠各種技術(shù)增加來自智能材料核心的驅(qū)動力的設(shè)計。其中常見的是機械放大或轉(zhuǎn)型，如那些正在使用的杠桿和支點，并分步重復(fù)類型，例如，蠕動。最近，研究人員已經(jīng)認識到整合智能材料和液體，使泵的一個基本組成部分加以利用線性驅(qū)動的可能性。這種新方法有望實現(xiàn)長沖程高功率驅(qū)動。
與包括常規(guī)伺服液壓和各種電磁類型在內(nèi)的其他類型的驅(qū)動相比，壓電液壓驅(qū)動有優(yōu)點，也有缺點。相比傳統(tǒng)液壓，主要優(yōu)點表現(xiàn)在電線方面，即消除液壓配電線路。與電磁方法相比，包括電機驅(qū)動滾珠絲杠，壓電液壓驅(qū)動提供強力液壓和潛在的更迅速的響應(yīng)時間。相比于傳統(tǒng)液壓，新型驅(qū)動器在熱分布和漏油方面有不利之處。與電磁驅(qū)動器相比，盡管使用少量液壓油，新型驅(qū)動器仍然需要電氣和液壓一體化。壓電液壓驅(qū)動的這些特點中有許多和電限驅(qū)動器（ EHAs ）的是相同的 ，如用在聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機。壓電液壓驅(qū)動比其他EHAs在壓電材料本身的能量密度方面有一個潛在的優(yōu)勢。提取這種能量是一項艱巨的任務(wù)，本文試圖描述許多當(dāng)前發(fā)展努力的挑戰(zhàn)中的一些。
整體設(shè)計目標是要通過不同階段由壓電棧元件轉(zhuǎn)換電力輸入由一個驅(qū)動器輸出缸將機械動力傳到外部負載。設(shè)計始于壓電智能材料，延伸到壓電流體界面，通過閥門，并最終到輸出缸。盡管電子驅(qū)動器的驅(qū)動器在其他地方討論，但它也是一個考慮。像許多系統(tǒng)，整體設(shè)計是一項綜合性和反復(fù)的工作，單個的組件能夠被設(shè)計，但需要重新設(shè)計與其他子系統(tǒng)相配合。子系統(tǒng)和系統(tǒng)級在這一進程中測試元件。測試以個別要素之間的互動和合作為特點。設(shè)備的總機械輸出（力量，速度，或電量）的衡量和最大化是最終目標。
本文闡述了在固液混合驅(qū)動，可說明的操作和突出的局限性方面的基本概念。提出執(zhí)行器的設(shè)計理念的下一步，和闡述各個關(guān)鍵子系統(tǒng)。審議壓電性能重要的優(yōu)先性的應(yīng)用。決定加壓室的設(shè)計和描述原型器件。分析部分或全部器件特性的各種測試方法，強調(diào)每種方法的價值。本文通過測試結(jié)果和解釋對多代壓電液壓設(shè)備得出結(jié)論。
固液混合驅(qū)動
更廣泛地說，壓電液壓或智能材料液壓驅(qū)動可稱為“固液混合”驅(qū)動。能源傳送到智能材料生產(chǎn)加壓流體。然后機械閥調(diào)整振蕩流體壓力促使加壓流體流動。由于有液壓蓄能器和另一個閥門，固體介質(zhì)可以不在所要求的負荷時的頻率下運行。一般來說，固體驅(qū)動器運行的頻率遠高于所要求的負荷時的頻率，也許達到100倍。
雖然理論上是吸引人的，但實際的限制會限制固液混合驅(qū)動方式的效率。特別是，流體粘度和壓縮結(jié)合活性物質(zhì)的機制中所固有的損失，以限制驅(qū)動器和驅(qū)動器的總輸出功率有效帶寬。同時，如果最大功率驅(qū)動器是可用來驅(qū)動機械負荷，必須非常小心地設(shè)計使流體的輸送和輸出符合驅(qū)動器的特點。
如圖1所示是目前發(fā)展狀況下通用的設(shè)備。圖中，設(shè)備組成有幾個要素組成：剛度為k的固態(tài)要素推動面積為A1的活塞對工作流體加壓，流體通道通過四個閥門將加壓室與液壓輸出缸和累加器相連接。
圖1 ：固液混合驅(qū)動器概念
圖2顯示了混合驅(qū)動器的動作順序。閥門開口定時使加壓流體到一個輸出缸的分室。固態(tài)驅(qū)動器在沖程時，任一的輸出活塞缸的端口是直接通向累加器腔的，使得輸出活塞在每個腔內(nèi)分離出不同的容積。一旦加壓沖程已經(jīng)到達了極限，閥門開口就會調(diào)整，以使加壓腔從低壓輸出缸和累加器腔吸取流體。流體的這種流離從輸出活塞的一側(cè)反向移動到活塞的另一側(cè)以達到平均流動。
前進 反向
增壓或入口 降壓或出口
圖2 ：混合驅(qū)動器操作順序
設(shè)備的自由運行輸出速度是誘導(dǎo)應(yīng)變器和運作的循環(huán)頻率分離的流體容積變化的結(jié)果，以輸出活塞的區(qū)域區(qū)分。腔的大小和流體性質(zhì)可以調(diào)整，以實現(xiàn)在任何特定驅(qū)動因素下大范圍的力量-速度輸出特性。然而，張力動作器的操作能力的基本考慮將顯示，在理論上每周期運行頻率f = 1/T時的最大的機械動力是
其中Fb是驅(qū)動器阻力值，δMAX是驅(qū)動器的最大自由誘發(fā)沖程（Ps是“零速”壓力，即沒有流體可移動時驅(qū)動器的壓力，且ΔVMAX = A1 δMAX）。在固態(tài)驅(qū)動器的負載線力量-位移之下對應(yīng)的工作量的最大值區(qū)域可以表示為長方形，壓力-容積也一樣，如圖3所示。流體可壓縮性的考慮要求，固態(tài)驅(qū)動器的加壓腔有一種有限流體的動剛度。加壓腔剛度示是A1 / βV ,其中β是流體可壓縮性。腔的流體剛度顯示了對驅(qū)動器的載荷，如圖3所示 ，從而降低了最高可達到的壓力和動力輸出，它們分別為
圖3 ：混合驅(qū)動器的工作顯示損失的解釋
流體從加壓腔流動到輸出缸引起必要的壓降進一步降低了集成設(shè)備可用的輸出：
很難在實際中得到等式1 中計算的輸出功率。實際上，等式2給出了特定驅(qū)動器的最大輸出功率。特別是，閥壓降，流體可壓縮性，和加壓空間的有效高度(V1/A1)必須盡量減少，并建立各種因素下的高度下限。由于流體通道的工作需要，粘性流通過這些通道的相關(guān)損失（包括ΔPV）和流體的溫度、氣泡等可變性質(zhì)，這些目標還遠遠沒有直接達到。
這可能是行使模型的基于上述討論和在參考8中所描述的其他假設(shè)生產(chǎn)仿真的結(jié)果如圖4 。該圖顯示的循環(huán)周期的壓力以及由此產(chǎn)生活塞的高低壓兩側(cè)的壓電。它還顯示驅(qū)動器的輸出軸的位置，因為它一段時間內(nèi)增加的總體反應(yīng)是低于壓電響應(yīng)超過一個數(shù)量級。
圖4 ：在啟動時產(chǎn)生的壓力的壓電和輸出位置以及輸出位移
通過建模表明固液混合驅(qū)動器的最大驅(qū)動力的基本限制不僅包括固態(tài)驅(qū)動因素固有的物理限制（例如剛度，沖程，穩(wěn)定的運行頻率），而且還限制了工作流（例如壓縮，蒸汽壓力）。隨著固態(tài)驅(qū)動因素的工作頻率的增加，液體空穴的可能性是輸出功率增加的主要限制因素。
參考8提供一個簡單的表達式可以實現(xiàn)在最大輸出功率下估計運行頻率：
其中P是該裝置充氣壓力。使用器件的典型參數(shù)值，P是5兆帕（ 725磅） ， fMAX大約是740赫茲。這種裝置的有限空蝕最大輸出功率也取決于工作流體的內(nèi)在可壓縮性，以及作用于驅(qū)動器的外部載荷。
顯然，有必要精心設(shè)計閥門來糾正工作流體的高頻率加壓。閥門必須運行在高頻率，尤其是，他們必須有足夠的速度和開放領(lǐng)域在增壓室的入口通道形成低壓降。一系列的閥門和流體加壓的幾種方法已在將被介紹的設(shè)備中做過測試。
驅(qū)動器概念
智能材料液壓傳動的主要部分的基本概念如圖1所示。這一概念連同設(shè)計的實物照片在框形圖5中顯示出來。該器件從外部接口獲得電力和指令并傳回遙感數(shù)據(jù)（例如加載或位移）狀態(tài)或安全信息。微控制器或低端數(shù)字信號處理器(DSP)進行必要的計算，以配合指令，傳送遙感信息，規(guī)范驅(qū)動和閥門定時。高功率放大器驅(qū)動主要的智能材料驅(qū)動器，低功率放大器驅(qū)動里的任何活躍閥門。主要的加壓驅(qū)動器壓縮加壓室中的流體，并且閥門迅速傳送流體進出腔體、蓄電池和輸出設(shè)備。輸出驅(qū)動器活塞驅(qū)動頻率范圍為內(nèi)部驅(qū)動器驅(qū)動頻率的1/100到1/50。驅(qū)動器輸出驅(qū)動負載，和傳輸全球遙感數(shù)據(jù)，如旗幟角度，是提供給嵌入式控制器。
圖5 ：智能材料液壓混合動力驅(qū)動器的基本架構(gòu)
執(zhí)行器基本上是一個泵，有時被稱為增壓和閥門（PVA），加上一個輸出設(shè)備。這兩個子系統(tǒng)之間的耦合是重要的，沒有考慮輸出驅(qū)動器和負載的泵的設(shè)計會導(dǎo)致效率低下。最一般的設(shè)計中，無論是首要驅(qū)動器的頻率和振幅都可以通過該系統(tǒng)調(diào)節(jié)不同的流量和壓力。從總體效率的角度來看這是最好調(diào)節(jié)此驅(qū)動器的方法，而不是故意限制通過閥的流量，增大大的壓降，和作為熱源釋放能量。
機械腔體所起的作用是安裝其他的組成部分，存留和傳送流體。腔體必須為流體密封留有余量，腔體必須盡量減少，特別是在附近的主要流體壓縮室。腔體也有起到傳熱的次要作用，且必須包含可應(yīng)用依賴安裝的手段。整體形狀不像軸是可以接受的，與PVA和液壓輸出裝置構(gòu)成兩個大組。
顯然，內(nèi)部流體路徑的長度應(yīng)限于對高帶寬操作，通道的寬度或直徑也應(yīng)盡量減少。傳送通道里少量的流體是可取的，就像沒有限制和壓降的自由流體。對工作流來說，高體積彈性模量和低粘度是首選。在實際中，有效的流體體積彈性模量受到存在的氣量的影響。最后，如上述情況，設(shè)備應(yīng)盡量在壓力差或預(yù)置的情況下操作。
整個驅(qū)動器的關(guān)鍵要素很大程度上是閥門。通過閥門的壓降限制帶寬和整體輸出功率，與其中進口閥是最關(guān)鍵的。在研制中，一些主動和被動的閥已被測試。高速被動閥性能較差，但機構(gòu)很簡單。被動閥結(jié)構(gòu)有許多選擇。積極閥門必須在最低限度下提供方向控制，扭轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的流體流向，以改變輸出方向。主動閥開啟和關(guān)閉的時機對高效率運作是至關(guān)重要的，一定程度上，每個周期無慣性扭轉(zhuǎn)時閥的形狀是首選。
壓電材料和制動器
在過去20年設(shè)備的發(fā)展和演變中，壓電驅(qū)動器的使用已被公認為是不同于許多“智能結(jié)構(gòu)”的應(yīng)用。高能量密度和高能量傳遞是基本的需求，而不是精確定位或振動控制。
混合驅(qū)動器需要智能材料應(yīng)用在主要壓力和某些架構(gòu)，作為一種手段來推動積極閥。由于多種原因，選擇壓電材料優(yōu)于其他的選擇。相比于有尺寸和壓電帶寬要求的形狀記憶材料，因此，在高頻下提供壓力的能力是應(yīng)首先考慮的。相比于磁限 ，壓電在材料里產(chǎn)生較低的能量密度，而當(dāng)包括輔助領(lǐng)域線圈時產(chǎn)生更大的密度。相比于電限，壓電材料和驅(qū)動器有更多的選擇?？捎眯源蟮枚?。但是，對分析、建模和設(shè)計的一無所知將排除任一智能材料。
在壓電材料中，重要的數(shù)量是功率密度，即單位體積或單位質(zhì)量產(chǎn)生的機械功率輸出量。機械能轉(zhuǎn)換為電能的機電耦合系數(shù)應(yīng)該是高的。因為重要的不僅僅是設(shè)備的一次性運作，還因為驅(qū)動方式需要許多周期，其他因素也很重要。介電損耗有非常重要的三個原因。首先，它表明從電能輸入到機械輸出轉(zhuǎn)換的能源浪費。第二，在持續(xù)高驅(qū)動時產(chǎn)生的熱量可能會導(dǎo)致材料退化。最后，熱量必須被驅(qū)動器體消散一部分。高居里溫度也是可取的，以便在高溫環(huán)境中作業(yè)驅(qū)動器自加熱使溫度進一步提高。與控制其他高功率應(yīng)用的這些特性相反，如這里提到的之一，共同側(cè)重于壓電系數(shù)d33和d31 。
壓電材料將用于設(shè)備的堆棧器配置。這堆棧應(yīng)該是機械僵硬，即夾層薄薄的一點或端蓋。然而，堆棧形狀可以優(yōu)化產(chǎn)生非常匹配流體介質(zhì)的剛度。它應(yīng)該是機械的不平，且無內(nèi)部制造壓力。它必須能夠承受較高的熱，及運作超過十億周期的電力和機械應(yīng)力環(huán)境。此應(yīng)用至少需要一些其他方面的周期。設(shè)想在2000赫茲運作140小時的驅(qū)動器試驗超過10億周期。
加壓室設(shè)計
與壓電液壓驅(qū)動器一樣，壓電泵的目標是把電力轉(zhuǎn)換為流體動力。能量轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)有兩個主要步驟。首先，壓電材料在一個小腔中加壓液壓油。然后，閥門調(diào)整振蕩壓力使加壓流體流動。然而，從壓電里轉(zhuǎn)換每個周期的大部分能能量需要壓電和流體之間的阻抗匹配（圖6）。圖中可用能量的總量在具體的例子中大約是0.5焦耳/周期。這種驅(qū)動器如果運作在2000赫茲將產(chǎn)生1000瓦。
圖6 ：特定負載剛度對壓電每個周期的能量
雖然可用的功率很大，但壓電的高剛度和流體的可壓縮性的阻抗匹配實際上難以實現(xiàn)。作為一個例子，液壓油缸的計算剛度表明了難以提供一個負載從壓電中每個周期轉(zhuǎn)換最多能量（圖7）。結(jié)果表明，即使是小流體腔，有限剛度也減少了每個周期從壓電中獲得能量。
圖7 ：液壓油缸的典型剛度
此外，金屬腔里流體剛度、缸體剛度還降低了裝置的性能。研究缸體剛度設(shè)計的影響，壓電泵被制造以決定最高獲取的壓降（圖8）。在此設(shè)計，智能材料把流體由設(shè)備的一側(cè)輸送到遠端。壓電泵將流體輸送到完全封閉的腔室，并在阻壓力的遠端腔室產(chǎn)生壓升（圖9）。腔室和流體腔的有效剛度以阻壓力的值表示（圖10）。
圖8 ：液壓油增壓測試的設(shè)計
圖9 ：測試液壓油增壓的實驗裝置
圖10 ：有壓電材料的流體增壓測試結(jié)果
一般來說，純粹的液壓油的體積彈性模量就是獨立壓力。然而，大多數(shù)液壓油有一定的溶氣量，從而導(dǎo)致液體混合物的有效體積模量在低壓變化。為了盡量減少溶氣量的影響，高壓力降低了液體中的空氣的體積分數(shù)。通常在阻壓力測試之前，外部液壓泵從進口加壓產(chǎn)生的壓力通常在250到1000磅之間。然而，通常任何最低限度在700磅以上能改善設(shè)備的性能。
設(shè)備等級測試和結(jié)果
一些原型驅(qū)動裝置已被開發(fā)和測試。每代設(shè)備都增加重要數(shù)據(jù)，如一體化程度、帶寬或功率輸出。從單個壓電棧到完整的機械功率輸出的測量，設(shè)備以不同層次的一體化來區(qū)分。在單元的流體動力生產(chǎn)核心，即泵，和輸出機械動力的完整驅(qū)動器之間的一個主要區(qū)分已確定。
通常情況下，壓電泵的第一次測試是測量裝置的阻壓力（圖11 ）。在這種情況下，所有外部閥門關(guān)閉，壓電是在低頻啟動。小流量泵增加出口的壓力，直到達到阻壓力。阻壓力試驗衡量總體設(shè)備剛度，這對量化看到的壓電負載阻抗是非常重要的。然后，充分開放從出口到進口的閥門確定設(shè)備的無負載流量。在這種情況下，多個壓電的驅(qū)動頻率下的流量被記錄。該點的頻率增加不會增加提供了一個該器件最大工作頻率的估計的流量。然后，部分關(guān)閉閥門節(jié)流可以測量多個驅(qū)動頻率下的壓力與流量。這是壓電液壓泵純電阻負荷下的功率的一種測量方法。
圖11 ：用來定性力量與速度的實驗測試系統(tǒng)
下一個測試是一個彈簧加載器采用液壓驅(qū)動的壓電泵（圖12 ） 。由于液壓執(zhí)行器壓縮彈簧，在棒中沖程的速度被記錄。這一次測試將會給出設(shè)備的全部力量-速度關(guān)系（圖13 ），隨著彈簧壓縮，負荷增加而速度減小。這個測試然后記錄多個工作頻率下在力量與速度的性能出現(xiàn)最大功率時的頻率。
圖12 ：用來確定裝置力量速度性能的彈簧負載
圖中，該驅(qū)動器被驅(qū)動是從一個極端（高速，低力）到另一個極端（低速，高力）。值得注意的是，力量和速度關(guān)系的結(jié)果是功率，并且最大功率輸出是在最大速度的大約50 ％達到。具體數(shù)據(jù)顯示為內(nèi)部驅(qū)動頻率的400赫茲。特殊裝置已經(jīng)被驅(qū)動到600赫茲，而另一些已經(jīng)到1千赫以上。
圖13 ：壓電液壓驅(qū)動器的彈簧負載測試結(jié)果
42 W的輸出功率是令人鼓舞的，該設(shè)備的輸出功率與每個原型一起繼續(xù)增加。然而，被測的功率大約是把唯一的基本流體損失理想化預(yù)測所得的40-50％。更新的模型獲取更多的流體損失和更準確地預(yù)測。該設(shè)備的未來版本將嘗試速度和力量的雙輸出，將比總輸出功率翻兩番。
結(jié)論
本文提出了一個驅(qū)動的概念，即利用智能材料，如壓電，結(jié)合液壓傳動制造緊湊型混合動力裝置。智能材料常常被用于低力量定位或振動控制，但它們內(nèi)在的優(yōu)勢之一是它們固有的高能量或功率密度。這可以利用多種方式開發(fā)，本文描述的就是其中之一。
基本建模考慮對這一類型壓電液壓驅(qū)動器作了介紹。解釋了基本的操作，并綜述了粘度、壓縮和內(nèi)部閥開口不足的限制。特別適合于實際的設(shè)備已提交。對關(guān)鍵分系統(tǒng)和部件進行了討論，并且突出了在每個子系統(tǒng)和互動的子系統(tǒng)的設(shè)計中重要因素的考慮。解決了有關(guān)壓電材料和驅(qū)動器的問題。
對實現(xiàn)高內(nèi)部壓力的設(shè)計考慮進行了討論。在這種類型的設(shè)備中激烈壓電驅(qū)動器和短柱流體之間的匹配阻抗是至關(guān)重要的。本文指出了幾種類型的試驗，和闡述了設(shè)備的全面安裝測試。提出了一個設(shè)備典型的結(jié)果，和目前正處于發(fā)展的其他高速設(shè)備。
鳴謝
本文介紹了驅(qū)動器在國防部高級研究計劃局緊湊型混合驅(qū)動項目資助下的發(fā)展，該項目與空軍研究實驗室簽訂了合同。作者感謝主辦者以及格雷戈?包爾斯、布萊恩?赫巴特和理查?華納的貢獻。
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摩托車專用升降平臺設(shè)計
摘要: 升降臺的種類很多，按照升降結(jié)構(gòu)的不同，可分為剪叉式升降臺、升縮式升降臺、套筒式升降臺、升縮臂式升降臺及折臂式升降臺等。液壓升降臺采用液壓驅(qū)動，整機由主機、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。
本文所介紹的摩托車專用升降臺最大載重量是500kg，它有兩部分組成：剪叉機構(gòu)和液壓系統(tǒng)。剪叉機構(gòu)的操作控制是由腳踏式液壓泵和液壓缸來完成的。這樣的液壓升降臺的設(shè)計通常根據(jù)設(shè)計參數(shù)要求，粗略估算剪叉尺寸，然后求出液壓缸推力，從而進行液壓缸選型。由于液壓缸的尺寸及擺放的位置不同，設(shè)計當(dāng)中可能會產(chǎn)生干涉。解決的辦法是通過對機構(gòu)中三種液壓缸布置方式的分析和比較，確立一種方案，并根據(jù)需要，設(shè)計最優(yōu)的剪叉機構(gòu)，及對連接零件、滑動裝置的選型等。在滿足機構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，對受力較大的機構(gòu)進行強度和剛度的校核，檢驗是否滿足設(shè)計要求。作為控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計很重要，這包括回路保壓設(shè)計，液壓泵的選取及其他元件的選型等。最終完成摩托車專用升降臺的設(shè)計。本設(shè)計借鑒了相關(guān)的資料，采用了相關(guān)的標準，充分的吸收了前人的寶貴的經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：升降臺，液壓系統(tǒng)，剪叉機構(gòu)，腳踏式液壓泵，液壓缸
THE DESIGN OF THE LIFT TABLE
RESERVED FOR MOTOR BICYCLE
Abstract : There are many types of lift table, according to the structure of the different movements ,which can be divided into scissors-lifts or shrink-lifts ,sleeve-lifts or shrink arm lifts and arm –folding lifts and so on . The hydraulic pressure actuation is used in hydraulic pressure lift table, and the whole machine was made of the main body, the hydraulic system and the control system.
Maximal load capacity of hydraulic press described by this paper is 500 kg , it has two parts: this scissors fork and hydraulic pressure system. This operation of the scissors fork is under the control of foot-operated hydraulic pump and hydraulic cylinder.Such hydraulic lifts are usually designed in accordance with the requirements of the design parameters, then the hydraulic cylinder thrust force is extracted by the sketchy estimate size.Thus the typle of the hydraulic cylinder can be sure. As the size of hydraulic cylinders and the positions for securing are different, it possibly have the interference in the design. The solution is to establish a programe through the analysis and comparison in the hydraulic cylinder layout.According to the need, we can design the optimal scissors fork, and select the connector of parts, sliding devices and so on. In the foundation of the design,the intensity and the rigidity examination to the large stress organization should bemade to examine whether that satisfy the design requirements. As the control system, hydraulic system's design is very important, including the design of the return route for guarantee presses, hydraulic pump's selection and other part's shaping and so on. In the entire process, the floor fluctuation and the turn over complete by hydraulic cylinder's expansion.Finally,the design of the lift table reserved for motor bicycle is completed.The design draws lessons from the pertinent data, has adopt the pertinent standard,and admit sufficiently the prehominid precious experience.
Keywords: lift table, hydraulic system, scissors fork mechanism, foot-operated hydraulic pump, hydraulic cylinder
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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題目 摩托車專用升降平臺設(shè)計
一、選題的依據(jù)及意義：
1、選題的依據(jù):
隨著摩托車使用量的迅速增加，社會對摩托車維修工具和設(shè)備的工作效率也越來越高。由此原因，設(shè)計一種維修設(shè)備，它可根據(jù)摩托車維修部位的不同而隨時調(diào)整摩托車的位置，方便維修，減輕維修人員的勞動負荷從而提高工作效率，就成為必然需要。具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝和拆卸操作方便，故障率低，常見故障易處理，維護方便等優(yōu)點的摩托車升降平臺，就可以滿足摩托車維修對提高工作效率的要求。本次畢業(yè)設(shè)計的題目來源于生產(chǎn)第一線，所設(shè)計的產(chǎn)品具有實用價值，已經(jīng)有成熟產(chǎn)品生產(chǎn)。我們可以參考現(xiàn)有產(chǎn)品做出的改進設(shè)計，使產(chǎn)品機構(gòu)更合理、更實用、更可靠。
2、選題的意義:
畢業(yè)設(shè)計使我們能綜合運用機械設(shè)計、液壓與氣壓傳動及其他所學(xué)專業(yè)課程的知識，分析和解決機械設(shè)計問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識。通過設(shè)計實踐，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和及決問題的能力。通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)資料，進行全面的機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。因此，它在我們的四年大學(xué)生活中占有重要的地位。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：
升降平臺是一種多功能起重裝卸機械設(shè)備、升降平臺可分為：固定式和移動式。
固定是有：剪叉式升降貨梯、鏈條式升降機、裝卸平臺等。
移動式分為：四輪移動式升降平臺、二輪牽引式升降平臺、汽車改裝式升降平臺、手推式升降平臺、手搖式升降平臺、交直流兩用升降平臺、電瓶車載式升降平臺、 自行式升降平臺、柴油機曲臂自行式升降平臺、折臂式升降平臺、套缸式升降平臺、鋁合金升降平臺，起升高度從1米至20米不等。
還有符合特殊要求的特殊升降平臺。
升降平臺自由升降的特點目前已經(jīng)廣泛運用于市政維修，碼頭、物流中心貨物運輸，建筑裝潢等，安裝了汽車底盤、電瓶車底盤等能自由行走，工作高度空間也有所改變，具有重量輕、自行走、電啟動、自支腿、操作簡單、作業(yè)面大，特別是能夠跨越障礙進行高空作業(yè)等360度自由旋轉(zhuǎn)優(yōu)點。
升降平臺的升降系統(tǒng)是靠液壓驅(qū)動的，被稱作液壓升降平臺。升降平臺還有柴油機、電動兩用旋轉(zhuǎn)式升降平臺，目前又出現(xiàn)了電瓶車載高空作業(yè)平臺升降平臺，它的特點是利用電瓶驅(qū)動、電瓶升降機、無級變速，使用戶的高空作業(yè)更安全、更方便，噪音小。
1、國內(nèi)研究概況:
中國通用機械工業(yè)協(xié)會升降平臺分會了解到，我國每年升降平臺市場成交額高達500億元左右，但其中卻有100多億元的市場被國外升降平臺企業(yè)占領(lǐng)。他們認為，要改變這種現(xiàn)狀，提高升降平臺質(zhì)量是關(guān)鍵。
升降平臺在機械產(chǎn)品中占有相當(dāng)大的比重。據(jù)國外工業(yè)發(fā)達國家統(tǒng)計，升降平臺的產(chǎn)值是壓縮機、風(fēng)機和泵三者的總和，約占整個機械工業(yè)產(chǎn)值的5%。同時，作為重大技術(shù)裝備的重要組成部分，尤其是在電力、石化、冶金、城市供排水系統(tǒng)中，升降平臺更是起著關(guān)鍵作用，而且用量非常大。
目前，我國升降平臺企業(yè)約6000余家，其中年產(chǎn)值超過500萬元的有900家。國內(nèi)上市的升降平臺公司3家，即中核科技、洪城股份、廣東明珠。去年，中核科技主營業(yè)務(wù)收入2.35億元，洪城股份主營業(yè)務(wù)收入1.46億元，廣東明珠主營業(yè)務(wù)收入1.5億元。這些企業(yè)，無論是其規(guī)模，還是產(chǎn)品質(zhì)量，目前都無法與國外同類企業(yè)抗衡。
造成目前我國升降平臺市場被動的原因主要有兩方面：一是國產(chǎn)升降平臺產(chǎn)品和進口產(chǎn)品比還有差距，質(zhì)量有待提高；二是某些用戶國產(chǎn)化意識不強，甚至人為地設(shè)置門檻，使國內(nèi)企業(yè)在與國外企業(yè)競標時難以中標。
我國企業(yè)目前生產(chǎn)的各種升降平臺普遍存在著外漏、內(nèi)漏、外觀質(zhì)量不高、壽命短、操作不靈活以及升降平臺電動裝置和氣動裝置不可靠等缺點，部分產(chǎn)品只相當(dāng)于上個世紀八十年代初的國際水平。因此，發(fā)展升降平臺工業(yè)，亟待開發(fā)技術(shù)含量高的新產(chǎn)品。
2、國外研究概況:
近20年世界升降平臺工業(yè)發(fā)生了很大變化。RT(越野輪胎升降機)和AT(全地面升降機)產(chǎn)品的迅速發(fā)展，打破了原有產(chǎn)品與市場格局，在經(jīng)濟發(fā)展及市場激烈競爭沖擊下，導(dǎo)致世界升降平臺市場進一步趨向一體化。目前世界升降平臺年銷售額已達75億美元左右。主要生產(chǎn)國 為美國、日本、德國、法國、意大利等，世界頂級公司有10多家，主要集中在北美、日本（亞洲）和歐洲。
美國既是升降平臺的主要生產(chǎn)國，又是最大的世界市場之一。但由于日本、德國升降機工業(yè)的迅速發(fā)展及RT和AT產(chǎn)品的興起，美國廠商曾在20世紀60～70年代世界市場中占有的主導(dǎo)地位正逐步受到削弱，從而形成美國、日本和德國三足鼎立之勢。近幾年美國經(jīng)濟回升，市場活躍，外國廠商紛紛參與競爭。美國制造商的實力也有所增強，特雷克斯升降機公司的崛起即是例證。特雷克斯升降機公司前身是美國科林升降機廠。1995年以來，其通過一系列的兼并活動，已發(fā)展成為世界頂級公司之一。
日本從20世紀70年代起成為升降平臺生產(chǎn)大國，產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量提高很快，已出口到歐美市場，年總產(chǎn)量居世界第一。自1992年以來，由于受日元升值、國內(nèi)基建投資下降和亞洲金融危機影響，年產(chǎn)量呈下降趨勢。目前日本市場年需求量為3000臺左右。
歐洲是潛力很大的市場，歐洲各工業(yè)國既是升降平臺的出口國，也是重要的進口國。德國是最大的歐洲市場，其次為英國、法國、意大利等國。在德國AT產(chǎn)品市場份額中，利勃海爾占53%，格魯夫占16%，德馬泰克占14%，多田野和特雷克斯各占10%和5%左右。
3、國內(nèi)外發(fā)展趨勢:
目前，國內(nèi)外升降平臺的發(fā)展趨勢主要有以下五個方面：
（1）升降平臺的全球化趨勢
伴隨著經(jīng)濟全球化、現(xiàn)代技術(shù)革命，尤其是信息技術(shù)革命的發(fā)展，升降平臺的全球化趨勢不斷加強。升降平臺全球化主要包括產(chǎn)品制造的跨國化迅猛發(fā)展；價值鏈中與制造緊密相聯(lián)的各個環(huán)節(jié)朝著全球化方向邁進；升降平臺企業(yè)的跨國并購、重組和整合；制造資源在世界范圍內(nèi)的調(diào)劑、共享和優(yōu)化配置；跨國界信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和維護正日益受到各國政府和企業(yè)界的重視，全球制造體系正在迅速形成等。
（2）以跨國公司為主導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)鏈細分的趨勢
隨著經(jīng)濟全球化，升降平臺的國際分工正由垂直分工發(fā)展到水平分工，甚至網(wǎng)絡(luò)分工。產(chǎn)業(yè)鏈被細分到空前的程度。發(fā)達國家憑借其技術(shù)優(yōu)勢，不僅將其低技術(shù)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移出去，即使在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，也是盡力搶占各產(chǎn)業(yè)的高技術(shù)和高附加值環(huán)節(jié)，將產(chǎn)業(yè)鏈條中的低技術(shù)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移給處于較低發(fā)展水平的國家，從而完成價值鏈的分離和轉(zhuǎn)移，使其生產(chǎn)布局日益細化。
?。?）以科技中心控制升降平臺中心的新趨勢
全球科技中心對升降平臺中心的控制主要通過跨國公司內(nèi)部分工、扶持委托加工制造中心、強化低端產(chǎn)品對高端產(chǎn)品的依賴、核心技術(shù)對生產(chǎn)性技術(shù)的控制以及市場需求等方式來實現(xiàn)?？鐕驹谌蚋鞯氐教帉ふ业统杀镜耐顿Y區(qū)，他們不再僅僅考慮某個產(chǎn)品在哪里生產(chǎn)，而是著重考慮某個零件在哪里生產(chǎn)成本最低。一架波音747飛機有450萬個部件，來自近10個國家、1000多家大企業(yè)、1.5萬多家小企業(yè)?，F(xiàn)代升降平臺已不是簡單的工廠概念，它的中心已不在加工的積聚點上，而是全球化。
?。?）升降平臺的信息化、虛擬化趨勢
目前，國際上一些制造型企業(yè)已完成了信息化改造，全部采用CAD進行產(chǎn)品設(shè)計和計算機管理。信息化已徹底改變了傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程和工作方法，因此，升降平臺的信息化將是21世紀升降平臺發(fā)展的重要趨勢。
虛擬制造系統(tǒng)運用仿真工具、控制工具、信息模型和設(shè)備以及組織方法等，提供一個顯示仿真過程的工作平臺。在這種平臺上建立一種虛擬環(huán)境，應(yīng)用人類的知識、技術(shù)與感知能力，與虛擬的對象產(chǎn)生交互作用，對產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)制造活動進行全面的模擬和仿真，以達到產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的周期最短、成本最低、質(zhì)量最佳的效果。
（5）升降平臺的綠色化趨勢向環(huán)保化或綠色化方向發(fā)展，成為升降平臺在21世紀的必由之路。環(huán)保化制造或綠色化制造是綜合考慮環(huán)境影響和制造效率的現(xiàn)代制造模式，也是目前所倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟的一個方面，其目標和宗旨是使所制造的產(chǎn)品在從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用、維護直至報廢處理和善后處置的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的不利影響最小、而對資源的利用效率最大。
三、研究內(nèi)容及實驗方案：
1、研究內(nèi)容:
通過對摩托車專用升降平臺的技術(shù)參數(shù)，結(jié)合具體實例，對機構(gòu)中兩種液壓缸布置方式分析比較，并根據(jù)要求對液壓傳動系統(tǒng)個部分進行設(shè)計計算最終確定液壓執(zhí)行元件-液壓缸，通過對叉桿的各項受力分析確定臺板與叉桿的載荷要求，最終完成摩托車專用升降平臺的設(shè)計要求。
2、試驗方案:
擬定設(shè)計一款以液壓驅(qū)動為升降系統(tǒng)的雙鉸接剪叉式升降平臺。
四、目標、主要特色及工作進度
1、主要目標:
根據(jù)老師給定的數(shù)據(jù)和技術(shù)要求，運用計算和CAD軟件繪圖等手段設(shè)計一款外形美觀、符合人機工程學(xué)、經(jīng)濟實用，安全可靠的摩托車專用升降平臺。
2、 主要特色:
設(shè)計的摩托車專用升降平臺比現(xiàn)有的產(chǎn)品更合理、更經(jīng)濟實用、更安全可靠，更綠色環(huán)保。
3、工作進度:
1、開題報告 2周
2、總體方案設(shè)計 2周
3、常規(guī)設(shè)計 9周
4、成本核算 1周
5、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 2周
6、外文資料翻譯 1周
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