基于solidworks的磁悬浮导轨磁悬浮导轨毕业设计
基于单片机的磁悬浮小球控制系统设计毕业论文
基于单片机的磁悬浮小球控制系统设计摘要随着越来越多的磁悬浮技术应用到现实生活中的各个领域，磁悬浮这个在几年前还是很陌生的一个词现在已经广为人知。
磁悬浮以悬浮力产生的原理分类可以分为超导磁悬浮和常导磁悬浮。
磁悬浮的控制系统是一个很复杂的问题。
本文研究的重点就是这两种磁悬浮的控制问题。
超导磁悬浮是利用处于超导状态下的超导体具有斥磁力的原理产生的。
超导磁悬浮的悬浮物体就是超导体本身，所以超导磁悬浮的控制重点就落在了超导体上。
本文从介绍超导磁悬浮的基本应用入手，逐步深入地介绍超导体的基本物理性质，然后介绍超导磁悬浮系统的控制方法、过程和原理。
与超导磁悬浮相比，常导磁悬浮的应用就更为广泛，因为常导磁悬浮的实现过程要简单得多。
常导磁悬浮可以分为应用电磁铁的磁悬浮和引用非电磁性磁铁（稀土永磁铁、普通磁铁等）的磁悬浮。
但是由于电磁铁便于控制和利用，所以利用电磁铁的磁悬浮义勇更为广泛。
本文在常导磁悬浮方面的研究是从一个实例入手，分析电磁铁式磁悬浮的原理，从而进一步研究电磁铁式磁悬浮的控制方法、过程和原理。
在本文的最后，我利用在大学里所学的知识，结合本文的研究重点——磁悬浮装置的控制问题，做出了一个简单的电磁悬浮装置。
这个悬浮装置的原理是利用对电磁铁电流的控制来实现一个铁球在空中的来回反复运动，达到视觉上的悬浮效果。
这虽然与实际的电磁铁悬浮控制方原理不同，但是利用这简单手段也能够达到相同的目的。
这个实例给了我们一个启示：简单的演示实验装置也能够说明磁悬浮列车等高新技术的工作原理，磁悬浮并不是遥不可及的。
关键词：常导磁悬浮，超导磁悬浮，磁悬浮的控制，演示实验装置，磁悬浮列车The design of control system of magnetic levitation ball basedon MCUABSTRACTAs more and more maglev technology is applied to each field in actual life, the word of magnetic suspension a several years ago was very strange has already widely known by the people. Magnetic suspension is classified and can be divided into superconductive magnetic suspension and electromagnetic magnetic suspension from the material which produces lift force. It is a very complicated problem to control the magnetism suspension system. The focal point that this text studies is that these two kinds of magnetic suspension demonstrate the design about question of controlling of the experimental provision.Superconductive magnetic suspension is to utilize the superconductor in superconductive state to upbraid magnetic force principles. To suspend object superconductor,so superconductive control focal point of magnetic suspension drop on the superconductor superconductive magnetic suspension. This text is from recommend that the using basically of superconductive magnetic suspension is started with, introduce the basic physical property of the superconductor , then the control method , course and principle to introduce superconductive magnetic suspension deeply progressively.Compared with superconductive magnetic suspension, the application that electromagnetic magnetic suspension is much more extensive , because the realization course that electromagnetic magnetic suspension is much simpler. Magnetic suspension that electromagnetic magnetic suspension and can be divided into the magnetic suspension which use the electro-magnet and quoted the non- electric magnetic magnet (tombarthite permanent magnet, ordinary magnet ,etc. ). But because the electro-magnet is more convenient and utilizes controlling, it is more extensive to use the magnetic suspension of the electro-magnet. The research in electromagnetic magnetic suspensionof this text is to proceed with a instance , analyse that according to the principle of electro-magnet type magnetic suspension , thus study electromagnetic type magnetic suspension control method , course and principle further.At the end of this text, I utilize knowledge studied in the university, combine the research focal point of this text - -Demonstrate the control question of the experimental provision , has made a simple electric magnetic suspension device in magnetic suspension. The principle of the device is to make use of control on electro-magnet electric current to realize moving repeatedly back and forth in the sky of an iron plate that this suspends, reach the result of suspending on the vision . This is it control square different principle to suspend with real electro-magnet, simple means this can achieve the the same goal too.This instance has given us one to enlighten: The simple demonstration experimental provision can state the operation principle of new and high technology , such as maglev train ,etc. too, magnetic suspension is not out of reach.KEY WORDS：electromagnetic magnetic suspension , superconductive magnetic suspension ,the control of magnetic suspension,demonstrate the experimental provision, the maglev train目录前言......................................................................... 错误！未定义书签。
2.3.2磁悬浮导轨
电 流，以 改变两侧直线电机动件与定件将的磁拉力，即兼作磁浮导轨的磁浮力，
从而调整两侧对称的磁垫气隙间距。另外一种结构是单独设计磁悬浮导轨，工作
原理与第一种用直线电机兼作线形磁浮导轨近似１１ ４ ３
２ ． ４结构优化设计技术
２． ． １工作台设计 ４
２ ．１直线电 ．１ ４． 机初、次级工作电 磁吸力对工作台结构的影响
第二章 数控机床进给系统高速化的关键技术
２．磁悬浮导轨 ．２ ３
磁悬浮导轨是利用磁场力将工作台托起的一种线性磁浮轴承。这种导轨可使
直线电机动件ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工作台 直线电机定件 光栅
气隙检铡元件
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的变形，直 接影响直线电机初、次级间的间隙。初、次级间的工作间隙又直接影
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床身
图２ 利用直线电 － ８ 机兼作磁浮线形导 轨典型结构简图
Ｆ ．８ ｐａ ｔｃｒｏＬ ｅ ａ ｔｇｉｗｙ ｅｉｄ ｎ ｒ ｒ ｉ ａｍｇｅｃ ｅａ ｒｌｅｂｌｅ ｍｔｓ ｉ２ Ｔ ｉｌ ｔｅ ｎ ｒ ｎｉ ｕ ｇ － ｙｃ ｓｕｕ ｆ ｒ ｄ ｓ ｚ ｙ ｏ ａ ｉａ ｏ
工作台脱离床身，工作时与导轨不产生直接接触，因而运动过程中几乎没有摩擦
阻力，这对直接驱动进给系统非常有利。在直接驱动进给系统中，实现磁浮导轨 的的主要方式有两种，一种是将直线电机对称倾斜安装，利用直线电机的工作吸 力在工作台的平衡形成磁浮效应１，如图 ２８所示。为确保磁浮气隙间的平衡， ３ ０ １ － 在气隙间安装一间隙测量传感器，通过间隙测量来反饿控制两侧对称励磁绕组的
为保证系统在整个行程具有恒定的推力和发挥直线电机的额定性能 几要求直 线电 机的初、次级间保持 ０ 士 ． ｍ 的间隙，如图 ２ ． ０ ｍ ３ １ － ９所示。而当直线电 机通 电后，初、次级间会产生很大的电磁吸力。如前所述，该力与直线电 机初、次级 （ ＿ 作面积有关，可达到 ２０Ｎｍ ０Ｋ ／＇。如图示的结构，这个力会引 起工作台和导 轨
【精品完整版】毕业设计(论文)基于solidworks工业机器人设计
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）毕业设计（论文）Graduation Project (Thesis) for Undergraduate of LSHU 题目基于SolidWorks工业机器人设计TITLE Base SolidWorks Industrial EquipmentHuman Design学院矿业工程学院School School of Mining Engineering 专业班级Major&Class姓名Name指导教师Supervisor论文独创性声明本人所呈交的论文，是在指导教师指导下，独立进行研究和开发工作所取得的成果。
除文中已特别加以注明引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并致谢。
本声明的法律结果由本人承担。
特此声明。
论文作者（签名）：摘要在当代所有全自动高智能的制造区域，工业用的机械人本领是在这几十年里发展而来的。
工业机器手是工业机器人的一类，它们是通过自己的手臂和机械结构性能的双方的结合来完成任务的，各种动作是通过编程来实现的特征，尤其是机器人的智力和接受性[1]。
在保证精度情况下，能在多样环境下完成操纵能力，多功能自动定位控制和变化性的控制，能适应多个自由度，不同环境的作业有不同的机器人工作。
本文作为设计对象选择汽车生产线轴锻造搬运的机械手设计，设计了手和身体的各部分设计，机械手采用液压气缸臂驱动，使用SolidWorks软件进行了组装图和零件图的设计，对机械手进行简单的3D造型、爆炸图、动漫。
关键词：SolidWorks；机械手；液压AbstractIn the field of automatic manufacturing, industrial robot technology has been developed here for decades. Industrial robot hand is a kind of industrial robot, which is the completion of their own human and mechanical structure and performance of both sides of the task, for a variety of programming features, especially human intelligence and adaptability. In the case of guaranteed accuracy, the ability to perform manipulation, automation, positioning, control, and change in a variety of environments, the task of delivering jobs in a wide variety of environments with varying degrees of freedom, is something.The manipulator design of automobile production spool handling this draft forging as the design object, the design of each part of the design of hand and body, the mechanical hand adopts hydraulic cylinder arm drive, SolidWorks is used to design the assembly drawing and parts drawing, simple 3D modeling, animation of the manipulator, explosion diagram.Keywords :SolidWorks; Manipulator; Hydraulic pressure目录引言 (1)1总体方案设计 (4)1.1汽车半轴模锻生产线的总体方案 (4)1.2机器人总体方案 (6)2手臂的设计计算 (8)2.1手臂直线运动的驱动力计算 (8)2.1.1手臂水平回转运动驱动力计算 (8)2.1.2手臂竖直升降运动驱动力计算 (11)2.2 手臂上下驱动的力矩计算 (12)2.3液压缸的选择 (13)2.3.1伸缩缸的选择 (13)2.3.2摆动缸的选择 (15)2.4 手臂的结构及装配 (17)2.4.1连接摆动缸 (18)2.4.2安装伸缩缸 (19)2.4.3手臂连接 (20)3机身设计 (22)3.1 机身材料选用 (22)3.2 机身结构设计 (22)3.3 机械定位挡块设计 (24)3.3.1竖直定位挡块 (24)3.3.2水平定位挡块 (25)3.4 机器人装配 (25)4机器人S o l i d W o r k s建模仿真 (27)4.1 SolidWorks软件介绍 (27)4.2 机器人SolidWorks三维建模及装配 (27)4.2.1零件的建模 (27)4.2.2机器人装配 (30)4.3 机器人SolidWorks运动仿真 (31)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (37)引言目前在我国民营企业中的汽车行业名列前茅，近些年每个家庭都会拥有汽车导致汽车发展迅速。
毕业设计 磁悬浮
编号：审定成绩：xxxx大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于磁悬浮球装置的控制算法研究学院名称：xxx学生姓名：xx专业：xxxxxxxx班级：xxx学号：xxx指导教师：xx答辩组负责人：xx填表时间：2010年6 月xxxx大学教务处制摘要磁悬浮系统是一个复杂的非线性、自然不稳定系统，其控制器性能的好坏直接影响磁悬浮技术的应用，其研究涉及控制理论、电磁场理论、电力电子技术、数字信号处理以及计算机科学等众多领域。
由于磁悬浮系统对实时性的要求很高，在很大程度限制了先进控制算法的开发和应用。
为了满足日益复杂的控制要求和提高控制系统的实时性，本文以单自由度磁悬浮球系统为研究对象，在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上，建立了数学模型并对其控制器进行了研究，以期望达到更好的控制效果。
本文首先分析了磁悬浮系统的工作原理，建立了系统的数学模型和线性化模型，并在此基础上利用MATLAB软件以及其中的SIMULINK仿真工具箱对模型开环和闭环系统进行了仿真。
然后,根据得出的系统传递函数，在SIMULINK环境下搭建系统开环传递函数，并据此进行PID控制器的设计和调节，以及用根轨迹法和频率响应法控制系统。
【关键词】磁悬浮球PID控制器根轨迹频率响应ABSTRACTThe magnetic levitation system is a complex, nonlinear, naturally unstable system. And the controller’s performance directly influences the wide applications of the magnetic levitation technology. The research on such a system involves control theory, electromagnetism, electric and electronic technology, digital signal processing, computer science and so on. Because the magnetic levitation system’s real time demand is rigorous, the development and application of advanced controllers is limited. In order to meet the requirement of complex controller and improving the real-time performance, this paper introduces the magnetic levitation control system based on the single-freedom-degree magnetic levitation ball system, then established the mathematic model and its controller is studied, and expected totter control effect.This paper analyses the working principle of maglev system, establishing the mathematic model of the system and the linear model, and on the basis of using the software MATLAB, and SIMULINK tool to model and the closed-loop system is simulated. Then, according to the system transfer function in building system under the environment of SIMULINK open-loop transfer function, the design and adjustment of the PID controller, and with the root locus method and the method of frequency response controlled control system.【key words】Magnetic levitation ball PID controller Root locusFrequency response目录前言 (1)第一章磁悬浮系统的概述 (2)第一节磁悬浮的分类及应用前景 (2)第二节磁悬浮技术的研究现状 (3)第三节磁悬浮的控制方法和发展趋势 (4)第二章磁悬浮系统的分析和建模 (6)第一节磁悬浮系统的分析 (6)第二节磁悬浮系统的工作原理 (6)第三节磁悬浮系统的建模 (7)一、控制对象的运动方程 (7)二、电磁铁中控制电压与电流的模型 (8)三、电流控制模型 (9)四、电压控制模型 (11)第三节磁悬浮球系统的搭建 (14)一、开环系统搭建 (14)二、闭环系统搭建 (15)第四节本章小结 (17)第三章控制器的设计和调试 (18)第一节 PID控制器的设计和调试 (18)一、PID控制基础 (18)二、PID控制参数整定 (19)三、磁悬浮系统中的PID控制 (21)第二节根轨迹控制器的设计和调试 (23)一、根轨迹法的基本概念和原理 (23)二、磁悬浮系统的根轨迹校正 (24)第三节频率响应控制器的设计和调试 (27)一、频率响应法的基本概念和分析 (27)二、磁悬浮系统中的频率响应 (29)第四节本章小结 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (38)一、英文原文 (38)二、英文翻译 (47)三、源程序 (54)前言磁悬浮技术是将电磁学、机械学、动力学、电子技术、自动控制技术、传感技术、检测技术和计算机科学等高新技术有机结合在一起，成为典型的机电一体化技术。
《磁悬浮列车作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版》
《磁悬浮列车》作业设计方案一、设计目标本次作业设计旨在让学生了解磁悬浮列车的基本原理和应用，并通过实践操作提升学生的动手能力和团队合作能力。
二、设计内容1. 磁悬浮列车的原理介绍2. 磁悬浮列车的结构组成3. 磁悬浮列车的应用领域4. 设计制作一个简易磁悬浮列车模型三、设计步骤1. 磁悬浮列车的原理介绍通过教师讲解和PPT展示，让学生了解磁悬浮列车是一种利用磁力悬浮技术实现悬浮运行的高速列车，其主要原理是利用同性磁极相斥、异性磁极相吸的原理，使列车悬浮在磁场中运行。
2. 磁悬浮列车的结构组成介绍磁悬浮列车的主要结构组成，包括磁悬浮装置、车体结构、动力系统等，让学生了解磁悬浮列车的各个部件的功能和作用。
3. 磁悬浮列车的应用领域讲解磁悬浮列车在城市交通、高铁运输等领域的应用情况，引导学生思考磁悬浮列车的优势和未来发展方向。
4. 设计制作一个简易磁悬浮列车模型分组让学生设计制作一个简易的磁悬浮列车模型，要求模型能够悬浮在磁场中并能够运行。
学生可以利用磁铁、铁磁体等材料进行制作，通过实践操作提升动手能力和团队合作能力。
四、评判标准1. 对磁悬浮列车原理、结构组成和应用领域的理解水平2. 制作的磁悬浮列车模型是否能够悬浮并能够运行3. 团队合作能力和创新能力五、作业要求1. 撰写一份关于磁悬浮列车的小结，包括对原理、结构组成和应用领域的理解以及制作磁悬浮列车模型的过程和体会。
2. 提交制作的磁悬浮列车模型和相关材料。
3. 学生可以自由选择团队合作或个人完成作业，但需在小结中说明完成方式。
六、作业时间安排第一周：介绍磁悬浮列车的原理和结构组成第二周：讲解磁悬浮列车的应用领域第三周：设计制作磁悬浮列车模型第四周：展示作业效果并进行评判七、总结通过本次作业设计，学生将能够全面了解磁悬浮列车的原理、结构和应用，提升动手能力和团队合作能力，培养学生的创新认识和实践能力，为未来的科技创新奠定基础。
从磁悬浮导轨动力学实验简析大学生实验技能的培养
从磁悬浮导轨动力学实验简析大学生实验技能的培养
张伦;于建勇;李艳;郭三栋;渠立成
【期刊名称】《大学物理实验》
【年(卷),期】2016(029)006
【摘要】磁悬浮导轨动力学实验因涉及到先进的磁悬浮技术而受到大学生的青睐。
文中以该实验为例，探讨大学生实验技能的培养。
磁悬浮导轨动力学实验虽然原理简单，但实验内容丰富，有助于学生实验技能的训练。
分析认为，可以从实验数据点的采集、实验思想的培养、实验结果的正误判断、错误实验结果的原因排查、误差的减小和数据的处理等方面来培养学生的实验技能。
【总页数】4页(P117-120)
【作者】张伦;于建勇;李艳;郭三栋;渠立成
【作者单位】中国矿业大学理学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学理学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学理学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学理学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学理学院，江苏徐州 221116
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0
【相关文献】
1.材料力学性能测试与大学生实验技能培养 [J], 李华冠;张保森;巴志新;吕学鹏
2.超导磁悬浮实验原理简析 [J], 路峻岭;秦联华;顾晨;任乃敬
3.实验技能大赛对大学生化学实验技能培养及创新 [J], 赵祥华;周莉;王莉敏
4.大学生基础化学实验技能和创新能力培养探讨 [J], 段体兰;汤化伟;邓苗苗
5.基于广西大学生化学实验技能竞赛对应用型人才培养的思考 [J], 梁宏;童张法;周立亚;沈星灿;潘英明
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实验3磁悬浮实验
实验3 磁悬浮实验
一、实验内容与数据处理
1.检查磁悬浮导轨的水平度, 检查测试仪的测试准备
把磁悬浮导轨设置成水平状态。
水平度调整有两种方法：（1）把配置的水平仪放在磁悬浮导轨槽中, 调整导轨一端的支撑脚, 使导轨水平。
（2）把滑块放到导轨中, 滑块以一定的初速度从左到右运动, 测出加速度值, 然后反方向运动, 再测出加速度值, 若导轨水平, 则左右运动减速情况相近。
检查导轨上的第一光电门和第二光电门有否与测试仪的光电门I和光电门II 相连, 开启电源, 检查测试仪中数字显示的参数值是否与光电门挡光片的间距参数相符, 否则必须加以修正, 并检查“功能”是否置于“加速度”。
以i s 为横坐标2i v 为纵坐标作图。
3.重力加速度g 的测量
两光电门之间距离固定为s 。
改变斜面倾斜角 , 滑块每次由同一位置滑下, 依次经过两个光电门, 记录其加速度 。
i
)/(20s cm a i )/(2s cm a i i θsin 1
52.72 51.68 6.8/120 2 44.84 43.80 6/120 3 36.98 35.94 5/120 4 28.63 27.59 4/120 5
21.10
20.06
3/120
（1）根据g=
θ
sin a
,分别算出每个倾斜角度下的重力加速度g ；
g=10m/2
s
计算测得的重力加速度的平均值 , 与本地区公认值 相比较, 求出
%100||⨯-=标
标g g g E g =2.04%
二、分析与讨论
1.实验做完后, 磁浮滑块不可长时间放在导轨中, 防止滑轮被磁化。
大学磁悬浮导轨课程设计
大学磁悬浮导轨课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解磁悬浮导轨的基本原理，掌握其工作方式和相关物理概念；2. 学习磁悬浮导轨的关键技术，包括磁悬浮系统的设计、悬浮控制及驱动技术；3. 了解磁悬浮导轨在我国及世界范围内的应用现状和发展趋势。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决磁悬浮导轨在实际应用中出现的问题；2. 培养学生运用科学方法进行磁悬浮导轨相关实验操作的能力；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，通过小组讨论、报告等形式，展示对磁悬浮导轨的研究成果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对磁悬浮导轨技术及其应用的兴趣，激发学生探索新技术的热情；2. 强化学生的环保意识，认识到磁悬浮导轨在节能减排方面的重要性；3. 培养学生具备创新精神和实践能力，树立投身国家科技创新事业的信念。
课程性质：本课程为大学学科课程，以理论与实践相结合的方式进行教学。
学生特点：学生具备一定的物理基础，对新技术具有好奇心和探索欲望，具备一定的自主学习能力。
教学要求：教师需结合课本内容，注重理论与实践相结合，通过案例分析、实验操作等形式，引导学生掌握磁悬浮导轨的相关知识，培养其创新和实践能力。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，激发学生的学习兴趣和责任感。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 磁悬浮导轨原理及物理基础- 磁悬浮基本概念- 磁悬浮导轨的工作原理- 相关物理知识（磁学、电磁学）2. 磁悬浮导轨关键技术- 磁悬浮系统设计- 悬浮控制技术- 驱动技术3. 磁悬浮导轨应用与现状- 国内外磁悬浮导轨发展历程- 磁悬浮列车及其优势- 磁悬浮导轨在其他领域的应用4. 磁悬浮导轨实验与操作- 实验室安全与规范操作- 磁悬浮导轨实验原理与步骤- 实验数据分析与处理5. 磁悬浮导轨发展前景与挑战- 技术创新与发展趋势- 环保与能源利用- 面临的挑战与解决方案教学大纲安排：第一周：磁悬浮导轨原理及物理基础第二周：磁悬浮导轨关键技术第三周：磁悬浮导轨应用与现状第四周：磁悬浮导轨实验与操作第五周：磁悬浮导轨发展前景与挑战教学内容与课本关联性：本教学内容紧密围绕教材相关章节，确保学生能系统掌握磁悬浮导轨相关知识。
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目录引言........................................................ - 1 -第1章绪论..................................................... - 2 -1.1 导轨简介 ................................................. - 2 -1.2精密工作台导轨发展和研究概况.............................. - 2 -1.3本论文研究目的与意义...................................... - 4 -第2章磁悬浮导轨总体结构设计................................... - 5 -2.1 前言 ..................................................... - 5 -2.2 磁悬浮导轨结构设计 ....................................... - 5 -2.2.1前言................................................ - 5 -2.2.2磁悬浮导轨工作原理 ................................. - 5 -2.2.3 导轨材料选择....................................... - 5 -2.3磁悬浮导轨方案选择........................................ - 7 -2.3.1各磁悬浮导轨方案介绍................................ - 7 -2.3.2 磁悬浮导轨方案选择................................. - 8 -第3章磁悬浮导轨各部件详细设计 .................................- 10 -3.1定导轨设计............................................... - 10 -3.1.1定导轨框架设计..................................... - 10 -3.1.2精度设计........................................... - 10 -3.2动导轨设计............................................... - 11 -3.2.1 动导轨结构设计.................................... - 11 -3.2.2 精度设计.......................................... - 11 -3.3 磁铁设计 ................................................ - 12 -3.3.1常用永磁材料....................................... - 12 -3.3.2各永磁材料特点..................................... - 12 -3.3.3永磁材料的选用..................................... - 14 -3.4 磁槽设计 ................................................ - 15 -3.4.1活动磁槽结构设计 .................................. - 15 -3.4.2活动磁槽料选用..................................... - 16 -3.5驱动系统选择与设计....................................... - 17 -3.5.1纳米电机简介与选择 ................................ - 17 -3.5.2柔性铰链结构设计与分析............................. - 19 -3.6载荷计算................................................. - 22 -3.6.1动导轨质量计算..................................... - 22 -3.6.2受力分析........................................... - 23 -3.6.3磁力计算........................................... - 23 -第4章磁悬浮导轨测试实验.......................................- 25 -4.1前言..................................................... - 25 -4.2 对磁悬浮导轨进行标定实验 ................................ - 25 -4.2.1导轨直线度测试..................................... - 25 -4.2.2导轨定位精度....................................... - 25 -4.3数据处理................................................. - 26 -第5章结论与展望...............................................- 27 -5.1 结论 .................................................... - 27 -5.2 展望 .................................................... - 27 -致谢............................................................- 28 -参考文献........................................................- 29 -附录A 附加图.............................................. - 30 -附录B 一篇引用的外文文献及其译文........................... - 32 -附录C主要参考文献摘要...................................... - 46 -摘要随着微机电系统(MEMS)及纳米技术的发展，对精密工作台的位移精度和动态特性等提出越来越高的要求。
这就要求作为精密工作台的重要组成部分的导轨具有较高的位移分辨率、定位精度以及动态特性。
本论文针对传统导轨直接接触的固态导轨面之间存在着不可避免的摩擦力导致忽跳忽停的爬行现象，研究一种导向性能优异的磁悬浮导轨。
考虑到传统磁悬浮导轨采用的电磁和超导磁悬浮技术不适合用于微定位系统环境，设计采用永磁悬浮导轨。
同时，为悬浮的动导轨施加各个方向可调约束力，保证动导轨稳定运行。
对磁材料进行深入对比，选择合适的材料。
在结构设计时进行了力学平衡优化设计。
最后利用solidworks软件，将所设计的磁悬浮导轨做成三维模型。
关键词：磁悬浮导轨；永磁铁；力学平衡Research on the Structure of Maglev GuidewayBased on SolidworksAbstractWith the development of MEMS and nana technology, the demands of precision worktable on positioning precision and dynamic characteristic are even higher. This requires as an important part of precision worktable of guide rail has high displacement resolution, positioning accuracy and dynamic characteristics。
Since the inevitable friction force of solid state guide rail surface, traditional guide rail has the crawling phenomenon , that is,to jump or to stop. Thus a new magnetic suspension guide rail is studied with fine guidance acharacter. Since the technologies of traditional magnetic suspension guide rail and superconductivity magnetic suspension doesn’t fit the micro positioning system environment, the permanent maglev guide rail is designed. At the same time, each direction adjustable binding force is designed to achieve steady kinestate of the guide rail. A kind of appropriate material is chose through contrast of several magnetism materials. The optimization design is carried on mechanical balance. Three-dimensional model of maglev guideway is made by Solidworks software finally.Keywords: maglev guideway ,everlasting magnet, mechanics balance插图清单图1-2 气浮滑块运动跟踪误差曲线 ............................................................................................... - 4 - 图2-1 动导轨受力分析 ................................................................................................................... - 5 - 图2-2 方案一................................................................................................................................... - 7 - 图2-3 方案二................................................................................................................................... - 7 - 图2-4 方案三................................................................................................................................... - 8 - 图2-5 方案四................................................................................................................................... - 8 - 图3-1 定导轨................................................................................................................................. - 10 - 图3-2 底座..................................................................................................................................... - 10 - 图3-3 动导轨................................................................................................................................. - 11 - 图3-4悬浮模块.............................................................................................................................. - 11 - 图3-5导向模块.............................................................................................................................. - 11 - 图3-6 保护模块............................................................................................................................. - 12 - 图3-7四种永磁材料的退磁曲线 .................................................................................................. - 14 - 图3-8 调节腔示意图 ..................................................................................................................... - 16 - 图3-9 磁场强度轴向分量分布 ..................................................................................................... - 16 - 图3-10 磁铁边缘效应 ................................................................................................................... - 17 - 图3-11 磁体副进给过程应满足的条件 ....................................................................................... - 17 - 图3-12 纳米电机工作原理图 ....................................................................................................... - 18 - 图3-13 HR2拨爪电机.................................................................................................................... - 18 - 图3-14 A B2放大器前面板........................................................................................................ - 19 - 图3-15 A B2盒工作原理图........................................................................................................ - 19 - 图3-16 柔性铰链结构图 ............................................................................................................... - 20 - 图3-17 单轴柔性铰链示意图 ....................................................................................................... - 21 - 图3-18 柔性铰链1 ........................................................................................................................ - 22 - 图3-19 柔性铰链2 ........................................................................................................................ - 22 - 图3-20 动导轨受力分析 ............................................................................................................... - 23 - 图3-21 两长直细条形永磁体间的参数 ....................................................................................... - 23 - 图3-22 2块平行矩形界面永磁体的横截面的参数 ..................................................................... - 24 - 图4-1 99型数显自准直仪 .......................................................................................................... - 25 - 图4-2自准直仪数值显示仪 .......................................................................................................... - 25 - 图4-3 GX-9 光栅尺.................................................................................................................... - 25 -表格清单表2-1 L Y16的化学成分 .................................................................................................................. - 6 - 表2-2 L Y16室温下的力学性能 ...................................................................................................... - 6 - 表3-1常用永磁材料参数对比 ...................................................................................................... - 13 - 表3-2 常用永磁材料性能对比 ..................................................................................................... - 14 - 表3-3 烧结NdFeB和SmCo永磁的力学性能指标.................................................................... - 15 - 表3-4间隙8mm时磁场强度分布................................................................................................ - 16 - 表3-5 316L机械性能 ................................................................................................................... - 17 -引言导轨是用来保证各运动部件的相对位置和相对运动精度以及承受载荷的部件。