升降车出租, 珠海升降车, 珠海升降车出租, 升降车臂架运动控制系统及仿真系统硬件设计,   为验证本论文前述所提出的关于臂架运动控制各方案的可行性，  搭建了一套升降车臂架运动控制实验模型，该模型由升降车臂架模型和运动控制系统两大部分组成。  臂架模型制作升降车臂架模型以目前广泛应用的折叠臂式登高平台消防车为原型，机械结构系统由以下四大部分组成：汽车底盘、转台、两节折叠臂和作业平台。为了能更好的对升降车臂架的机械动作进行仿真，使其动作过程尽可能的接近实际，本模型选择使用德国的慧鱼创意组合模型进行制作。德国慧鱼创意组合模型是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，已经被卡特彼勒、宝马、马扎克机床等世界知名厂商应用。其主要部件釆用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度。运用设计构思和实验分析，可以实现任何技术过程的还原，更可以实现工业生产和大型机械设备操作的模拟，是进行实验教学、科研创新和生产流水线的可行性论证的最优工具之一。

    为保证所制作模型的臂架具有足够的强度刚度，本模型用到的慧鱼组件主要有以下几种。  慧鱼小方块：该小方块为一六面体，且每一面均设有连接用的卡槽或键，可以相互拼接组合成各种杆件，也可以作为连接件使用。在本模型中，应用到该零件的有汽车底盘、转台和臂架。慧鱼槽型件：该槽型件主要用于拼接臂架，作为臂架的主结构件使用。同时因其表面设有连接孔，在其上还装有电机和铰链副。直流电机：本模型所有可运动件的驱动力均由慧鱼组件中的小型直流电机提供以代替液压驱动。直流电机有大、小两个型号，可以提供的转矩，工作额定电压为直流。减速器：电机的输出转矩、转速及运动方向不适于直接驱动各运动部件，因此加一级减速装置，如图所示为与电机配合使用的减速器，可以驱动齿条直线运动。该零件用于所有运动部件的驱动。行程开关：当臂架回收的时候，为避免回收过度造成对模型的损坏，因此在臂架的支撑位置加有行程开关。如图所示的即为慧鱼组件中的行程开关，侧面有连接键，可以方便的安装在任何想要安装的位置。电池：在本模型中，慧鱼所有电子元件的供电均由此电池提供，这也符合实际升降车的作业供电方式由车辆底盘电池供电，电池外观。利用上述慧鱼组件制作的升降车臂架模型外观。 在该模型上进行多次的自驱动运动测试，结果表明该模型动作顺畅且臂架刚度与强度符合要求，在变幅过程中臂架稳定且无偏移。系统硬件选型根据前述的论述，升降车臂架运动控制系统的总体方案结构。

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     本系统采用为控制器，组合使用和特殊功能模块，再加上组成系统的控制核心，实现对模型两节折叠臂的运动控制。为了最大限度的模拟实际高空作业车臂架的动作状态，以提高仿真的可信度，本方案还将实现车身光警示、转台转动控制、臂架变幅控制、作业平台调平控制、人机界面显示和必要的限位保护功能。由以上分析，本系统应用到的硬件器件主要包括： 角度传感器、倾角传感器、操纵杆。各硬件的具体型号及选型依据说明如下：：由功能需求分析可知，本系统的开关量输入输出点数不多。同时，应用到的运算功能主要是运算以及简单的算术运算，但对运算的速度要求相对较高。综合考虑系统在以上两个方面的特点，本文选取性价比相对较高的系列下的为系统主单元模块。模块：本系统需要采集的模拟量包括作业平台水平倾角传感器的输出量、两节折叠臂处角度传感器的输出量、转台处角度传感器的输出量、以及分别控制臂架变幅及转台和作业平台动作的操作杆的输出量，总共为个。因此，本论文选用两块模块构成模拟量信号采集系统。  模块的输出信号即为直流电机驱动器的输入控制信号，最终控制直流电机的速度。直流电机包括作业平台调平电机、转台转动驱动电机、两折叠臂的变幅驱动电机共个。  本系统有一项非常重要的功能，就是要实时跟踪臂架及转台的运动，并在上以动画的形式把其动作情况显示出来，因此对的数据处理速度有较高要求，并且要求其功能上支持部件的移动转动功能。基于上述两点，选用的工业显示屏。角度传感器：本系统中，角度传感器的功能是在臂架变幅时实时采集相邻臂架以及臂架与转台之间的夹角、转台转动时相对行驶转台时转过的角度，其目的有两个：  一是用于臂架及转台的动画显示；  二是用于限位报警。对其精度要求不是很高，但要求其具备°转动测量功能。本系统选用型号为的角度传感器。

    万次倾角传感器：倾角传感器用于实时采集作业平台的水平倾角，并通过模块反馈给主单元进行运算，达到自动调平作业平台的目的。本系统选用型号为的单轴倾角传感器，如图所示。參图倾角传感器直线位移传感器：直线位移传感器用于检测下臂齿轮齿条副中齿条的伸出位移，要求其为电位器输出，同时由于该检测将用于双电机同步驱动的闭环控制，为了达到控制精度要求则传感器也需有较高的精度。同时，为了便于在模型上安装，本系统选用科宇的直线位移传感器。如图所示。图直线位移传感器操纵杆：操纵杆为控制直流电机转速的操作器件，要求其为电位器输出型，并且动作流畅，符合人们的操作习惯，同时可靠性高。本系统选用具有高性价比的日本原装二维摇杆电位器。 摇杆电位器系统电路设计下臂变幅控制电路模仿的双缸驱动臂架变幅方式，此模型的下臂采用双直流电机同步驱动，其同步性控制以中提出的方案为基础，并结合直流电机的驱动特点稍加改变。下臂变幅控制电路。  两位移传感器和位移传感器安装在齿轮齿条连接副上，用于检测齿条的移动位移，模块将两位移传感器的输出模拟量值转变为数字量值后传递给，负责自整定控制参数并进行运算，将运算结果通过模块传递给直流电机的驱动器，最终控制直流电机的转动速度，达到两电机同步运转的目的。该方案下的同步工作方式为：以主动直流电机带动的齿条运动位移为基准，从动直流电机跟随主动直流电机运动，同时根据两航的位移差进行运算得到调整信号之后，由模块的输出通过电机驱动器驱动直流电机从而改变从直流电机的转动速度，达到从动直流电机跟随主动直流电机同步转动的目的。比如当从动直流电机驱动的齿条的伸出位移大于主动齿轮驱动的齿条伸出位移时，此时通过运算后减少的控制值，从而使从动直流电机放慢转动速度达到与主动直流电机的动作同步。反之，增加电机驱动器的控制值以加快从动直流电机的转动速度。上臂变幅控制电路上臂的变幅通过摇杆手动控制，按照的方案，并应用所述的控制策略，编写控制程序，实现对臂架变幅的平稳控制。 由的模块釆集摇杆的模拟量信号且转化为数字量，通过分析判断出摇杆的方向，使相应的继电器打幵，即确定了电机的转动方向。同时，通过模块转化得到的数字量值确定摇杆的幅度，再通过模块将处理后的数字量转化为相应的模拟量输入到直流电动机驱动器中，从而达到改变电机速度，控制电机按预定的速度运转，实现臂架的平稳变幅。

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