壁式控制箱的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　浙江海洋學(xué)院</b></p><p>　　航 海 類 專 業(yè) 專 題 論 文</p><p>　　題 目： 壁式控制箱的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院： 海運(yùn)與港航建筑工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 田恒國(guó) </p><p>　　專 業(yè)： 輪機(jī)工程 </p><p>　　班 級(jí)： A11輪機(jī)3班 </p><p>　　指導(dǎo)老師： 朱發(fā)新老師

3、 </p><p>　　起止日期：2015年1月18日—2015年5月21日 </p><p>　　2015 年 5月 21 日</p><p>　　中 文 摘 要</p><p><b>　　摘 要</b></p>

4、<p>　　本文以AutoCAD為設(shè)計(jì)軟件，以壁式控制箱為研究對(duì)象，從壁式控制箱的技術(shù)規(guī)范要求和使用性能出發(fā)，針對(duì)現(xiàn)有壁式控制箱所存在的缺點(diǎn)和不足，設(shè)計(jì)出了新型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置，并簡(jiǎn)單介紹了該裝置的工作原理、組成部件等方面的內(nèi)容。最后并從結(jié)構(gòu)可行性、技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行性、操作可行性等方面論證了設(shè)計(jì)出來(lái)的壁式控制箱的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置。結(jié)果表明，該裝置是可行的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：壁式

5、控制箱；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；四桿機(jī)構(gòu)；可行性 </p><p>　　英 文 摘 要</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In this paper, based on AutoCAD design software to wall control box as the research object, fr

6、om the wall to control the technical specification requirements and use performance of box, to the disadvantages of current wall control box and the insufficiency, design a new type of hinge four-bar linkage type opening

7、 and closing device, and introduces the working principle of the device, components, etc. The practicability and from the structure, technical and economic feasibility, operation feasibi</p><p>　　Key Words:

8、wall control box; Hinge four-bar linkage; Four-bar linkage; The feasibility </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　ABSTRACT1</p><

9、;p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題目的及意義1</p><p>　　1.1.1 選題目的1</p><p>　　1.1.2 選題意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 主要研究?jī)?nèi)容3</p&g

10、t;<p>　　第2章 對(duì)現(xiàn)有壁式控制箱機(jī)構(gòu)的研究4</p><p>　　2.1 壁式控制箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4</p><p>　　2.2 分析現(xiàn)有壁式控制箱啟閉機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)4</p><p>　　第3章 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及其演化機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介6</p><p>　　3.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型6</p><p&g

11、t;　　3.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)7</p><p>　　第4章 壁式控制箱的四桿機(jī)構(gòu)啟閉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.1 壁式控制箱的四桿機(jī)構(gòu)啟閉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.2 確定其結(jié)構(gòu)組成及工作原理12</p><p>　　第5章 可行性分析.................................

12、......12</p><p>　　5.1 結(jié)構(gòu)可行性分析12</p><p>　　5.2 技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行性分析......................................12</p><p>　　5.3 操作可行性分析....................................13</p><p>

13、;<b>　　結(jié)論與展望14</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)15</p><p><b>　　致 謝17</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 選題目的及意義</p><p>　　1

14、.1.1 選題目的</p><p>　　控制箱的應(yīng)用，在我們的生活中隨處可見，控制箱適用于船舶、開廠礦、企業(yè)、商場(chǎng)、賓館、學(xué)校、機(jī)場(chǎng)、港口、醫(yī)院、高層建筑、生活小區(qū)等場(chǎng)合，作為動(dòng)力、照明配電及電動(dòng)機(jī)控制之用，適合室內(nèi)掛墻、戶外落地安裝的配電設(shè)備,是用來(lái)容納儀器儀表的箱體[1-2]。其啟閉裝置也多種多樣，傳統(tǒng)的臥式熱定型鍋的爐門啟閉機(jī)構(gòu)采用絞鏈?zhǔn)?它的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單,但由于絞鏈支點(diǎn)是固定的,剛性較大,當(dāng)存在制造誤差或

15、發(fā)生變形時(shí),爐門與機(jī)體端面很難真正密合[3]。一些啟閉裝置有的太過(guò)繁瑣、易損壞或者使用不方便，而事實(shí)上，工作時(shí)要求其啟閉機(jī)構(gòu)應(yīng)該開關(guān)靈活、密封良好、不易損壞[4]。相對(duì)而言，平面連桿機(jī)構(gòu)在工程實(shí)際中的應(yīng)用非常廣泛，不僅因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，還因?yàn)槠矫孢B桿機(jī)構(gòu)能承受很大的載荷、能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡[5-6]。為了實(shí)現(xiàn)啟閉裝置開關(guān)靈活、簡(jiǎn)單以及使用更加方便的目的，在此文中我主要針對(duì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的啟閉裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以期能

16、在多方面得到應(yīng)用。</p><p>　　1.1.2 選題意義</p><p>　　目前，現(xiàn)有的壁式控制箱的啟閉裝置有按鈕式、旋轉(zhuǎn)式、門鎖式和電子式等。現(xiàn)階段的啟閉裝置，每種啟閉裝置都有其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和一定的適用范圍。其水平參差不齊，制造要求也無(wú)法滿足所需，壽命普遍偏低。而對(duì)于許多船舶設(shè)備，包括船用泵、空壓機(jī)、舵機(jī)、起貨機(jī)、絞纜機(jī)、錨機(jī)、船舶輔鍋爐、造水機(jī)等，每一種船舶設(shè)備都有其對(duì)應(yīng)的控制

17、箱或控制操作臺(tái)。通過(guò)操作控制箱里的不同按鈕或旋鈕，可以實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)備的起動(dòng)、停車、手動(dòng)自動(dòng)操作方式切換、電動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)方式切換、輔助管路（油、水、氣、汽、電）的動(dòng)力設(shè)備起動(dòng)或停車、安全報(bào)警裝置顯示等功能。由于海上船舶的搖晃等及人員不小心觸碰控制箱中的按鈕等原因，造成船舶設(shè)備意外操作（起動(dòng)或停車等），導(dǎo)致意外情況或安全事故發(fā)生[7]。因此，為了防止此類事故發(fā)生，船舶設(shè)備控制箱都需要設(shè)置啟閉裝置用以保護(hù)控制箱里的各種按鈕或旋鈕，避免誤操作。&l

18、t;/p><p>　　而平面連桿機(jī)構(gòu)，因其成本低，操作簡(jiǎn)單，工作可靠，耐久性好，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，且能承受很大的載荷，又不受控制箱門框形狀及所處位置限制，完全可以用作對(duì)新式壁式控制箱啟閉裝置的設(shè)計(jì)依據(jù)。因此在此文中我主要針對(duì)四桿機(jī)構(gòu)的啟閉裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以期能夠獲得組成簡(jiǎn)單、操作方便、鎖緊可靠的四連桿式啟閉裝置。 </p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>

19、;　　作為機(jī)構(gòu)學(xué)中的重要一員,連桿機(jī)構(gòu)一直是學(xué)者研宄的重點(diǎn)課題。直到19世紀(jì)80年代,才陸續(xù)出現(xiàn)了連桿機(jī)構(gòu)綜合方面的較成熟的文獻(xiàn)[8]。Euler、Bolbillier等學(xué)者是平面連桿機(jī)構(gòu)研究的最早先驅(qū)者,主要研究其運(yùn)動(dòng)學(xué)特性,并提出了運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)經(jīng)典理論,為后來(lái)者平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究提供了強(qiáng)大的理論支持[9,10]。以S.S.Bloch等人為代表的學(xué)者建立起了機(jī)構(gòu)綜合的平方逼近、插值逼近以及最佳逼近等方法,實(shí)現(xiàn)了某些軌跡綜合[11,1

20、2]。美國(guó)的Freudenstein和Sandor利用計(jì)算機(jī)對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了四桿機(jī)構(gòu)再現(xiàn)函數(shù)的最優(yōu)綜合[13]。J.C.Wolford把Burmester曲率理論應(yīng)用于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)連桿曲線的曲率分析,為曲率理論的連桿機(jī)構(gòu)提供了理論基礎(chǔ)[14]。</p><p>　　我國(guó)對(duì)平面四桿機(jī)構(gòu)的研究較多,但較多的是剛性機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性分析,對(duì)柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的研宄較少。2003年，劉遠(yuǎn)偉、常勇[15]通過(guò)

21、提出并證明含移動(dòng)副平面四桿閉鏈中移動(dòng)副之整轉(zhuǎn)性的若干命題、定理,得到了系統(tǒng)、完備的含單、雙移動(dòng)副平面四桿機(jī)構(gòu)的類型判定定理組,它對(duì)含移動(dòng)副平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究具有一定的指導(dǎo)意義。</p><p>　　丁昊昊、龔偉、蔣超猛等人于2011年，在基于matlab強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能的基礎(chǔ)上，借助fsolve函數(shù)，建立了一個(gè)平面四桿機(jī)構(gòu)模型，并對(duì)此進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，為平面四桿機(jī)構(gòu)的尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析提供了一條簡(jiǎn)單實(shí)用的

22、捷徑[18]。2011年蘭州理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院的吳卓等人在柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)變形分析及仿真一文中，采用偽剛體模型法，對(duì)具有集中柔度的全柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析,得出了外載荷和轉(zhuǎn)角的一般計(jì)算公式,給出了計(jì)算實(shí)例,并與有限元軟件ANSYS仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。 </p><p>　　近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,平面連桿機(jī)構(gòu)的研究方法得到了很大進(jìn)展,解決了很多以前復(fù)雜平面連桿機(jī)構(gòu)不易解決的設(shè)計(jì)問題。連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、

23、壓力較小、承載能力大、潤(rùn)滑好、磨損小,且加工制造容易并同時(shí)能獲得較高精度,能滿足工程或產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)、移動(dòng)等平面或空間運(yùn)動(dòng)要求,因此作為機(jī)構(gòu)學(xué)中的重要一員,連桿機(jī)構(gòu)一直是學(xué)者研宄的重點(diǎn)課題。</p><p>　　1.3 主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　(1)分析壁式控制箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查找壁式控制箱啟閉裝置設(shè)計(jì)相關(guān)資料，確定壁式控制箱啟閉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。 </p>&

24、lt;p>　　(2)從鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型、優(yōu)缺點(diǎn)、特性等內(nèi)容進(jìn)行分析，為壁式控制箱的四桿機(jī)構(gòu)啟閉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論支持。 </p><p>　　(3）分析現(xiàn)有壁式控制箱啟閉機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，以某一種壁式控制箱（空壓機(jī)控制箱）為研究實(shí)例，利用Auto CAD軟件設(shè)計(jì)壁式控制箱的四桿機(jī)構(gòu)啟閉機(jī)構(gòu)，確定其結(jié)構(gòu)組成及工作原理。 </p><p>　　（4）從結(jié)構(gòu)、技術(shù)、操作性以及經(jīng)濟(jì)性等方面分析

25、該裝置的可行性。</p><p>　　第2章 常用壁式控制箱啟閉裝置</p><p>　　2.1 按鈕式壁式控制箱啟閉裝置 </p><p>　　控制箱的應(yīng)用十分廣泛，其啟閉機(jī)構(gòu)的好壞也將直接或間接的影響其使用性能、壽命和普及情況?，F(xiàn)簡(jiǎn)單介紹幾種常見啟閉裝置如圖2.1所示的緊急消防設(shè)備的啟閉裝置，其啟閉裝置主要是按壓式的，雖然方便，但是其按壓觸頭是塑料制品，嚴(yán)重影響

26、其使用壽命，在長(zhǎng)期使用后，按壓觸頭容易破裂，導(dǎo)致啟閉裝置失靈。</p><p>　　圖2.1緊急消防設(shè)備存放箱及其啟閉裝置</p><p>　　Figure 2.1 emergency fire fighting equipment storage tank and its opening and closing device </p><p>　　2.2 旋鈕式壁

27、式控制箱啟閉裝置</p><p>　　控制箱的應(yīng)用十分廣泛，其啟閉機(jī)構(gòu)的好壞也將直接或間接的影響其使用性能、壽命和普及情況?，F(xiàn)簡(jiǎn)單介紹幾種常見啟閉裝置，如圖2.1所示的緊急消防設(shè)備的啟閉裝置，其啟閉裝置主要是按壓式的，雖然方便，但是其按壓觸頭是塑料制品，嚴(yán)重影響其使用壽命，在長(zhǎng)期使用后，按壓觸頭容易破裂。還有船舶電站的控制箱，其啟閉容易損壞中間的固定桿。如圖2.2所示，中間固定桿容易受到損壞，時(shí)間長(zhǎng)了有可能折斷，

28、從而影響其打開速度，在緊急情況下易造成不便。如圖2.3所示為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)控制箱，其啟閉裝置是門鎖式結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單、操作方便，長(zhǎng)時(shí)間鑰匙會(huì)損壞或不小心遺失，這種內(nèi)置鎖也經(jīng)常會(huì)遇到鎖內(nèi)卡簧壞掉，無(wú)法開啟的情況，以致對(duì)開啟帶來(lái)不便。</p><p>　　圖2.1緊急消防設(shè)備存放箱及其啟閉裝置</p><p>　　Figure 2.1 emergency fire fighting equipment s

29、torage tank and its opening and closing device</p><p>　　圖2.2船舶電站的控制箱啟閉裝置 圖2.3網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)控制箱啟閉裝置</p><p>　　Figure 2.2 the ship power station control Figure 2.3 network data control box o

30、pening box opening and closing device and closing device</p><p>　　2.3 插銷式壁式控制箱啟閉裝置</p><p>　　第3章 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及其演化機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 </p><p>　　3.1 鉸鏈四

31、桿機(jī)構(gòu)基本類型 </p><p>　　鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：由轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接四個(gè)構(gòu)件而形成的機(jī)構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成：機(jī)架、連架桿、連桿、曲柄、搖桿。</p><p>　　鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。 </p><p><b>　　(1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)</b>

32、</p><p>　　具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　運(yùn)動(dòng)特性：假設(shè)曲柄為原動(dòng)件，作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；那么搖桿為從動(dòng)件，作變速往復(fù)擺動(dòng)。例如汽車前窗刮雨器與攪拌機(jī)均為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。</p><p><b>　?。?）雙曲柄機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　具有2個(gè)曲柄的鉸鏈四桿

33、機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)特性：兩個(gè)連架桿都是曲柄，都可以作整圈運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　平行四邊形機(jī)構(gòu)主動(dòng)曲柄每回轉(zhuǎn)一周，兩曲柄與連桿出現(xiàn)兩次共線，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生從動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)的不確定現(xiàn)象。機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，就是平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的具體應(yīng)用，它能保證被聯(lián)動(dòng)的各輪與主動(dòng)輪作相同的運(yùn)動(dòng)。 </p><p><b>　?。?）雙搖桿機(jī)構(gòu)</b

34、></p><p>　　具有兩個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)特性：兩個(gè)連架桿都是搖桿，都只能作一定角度的擺動(dòng)。例如起重機(jī)、飛機(jī)起落架即為雙搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。</p><p>　　3.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)裝置的優(yōu)缺點(diǎn) </p><p>　　鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是應(yīng)用很廣的一種連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)的最基本形式是平面四桿機(jī)構(gòu)

35、，它是其它連桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)，四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是支架架體設(shè)計(jì)的核心。 連桿機(jī)構(gòu)之所以能被廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械及儀表中，這是由于它具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：在不同的機(jī)構(gòu)中，選擇不同的連桿曲線，幾乎可以完成任何平面動(dòng)作[10]。由于運(yùn)動(dòng)副元素為圓柱面和平面而易于加工、安裝并能保證精度要求，且因各構(gòu)件之間為面接觸而壓強(qiáng)小，便于潤(rùn)滑，故其磨損小且承載能力大，兩構(gòu)件之間的接觸是靠其本身的幾何封閉來(lái)維系的，它不象凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需利用彈簧等力來(lái)保持接觸。 </

36、p><p>　　然而，連桿機(jī)構(gòu)也有其不足之處：連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合較為繁難，一般情況下只能近似地實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與運(yùn)動(dòng)軌跡的要求；由于連桿機(jī)構(gòu)通常具有較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)鏈，加上運(yùn)動(dòng)副元素表面的磨損，因而將產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)累積誤差；由于連桿機(jī)構(gòu)的慣性力不能得到完全平衡，因而不宜用于高速傳動(dòng)中；連桿機(jī)構(gòu)的性能受機(jī)構(gòu)上繁多的幾何參數(shù)的影響，呈復(fù)雜的非線性關(guān)系，無(wú)論從性能分析上還是性能綜合上都是一個(gè)比較困難的工作[11-13]。<

37、;/p><p>　　盡管如此，連桿機(jī)構(gòu)仍不失為一種基本的、主要的機(jī)構(gòu)，且其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 </p><p>　　第4章 壁式控制箱的四桿機(jī)構(gòu)啟閉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)啟閉裝置的工作原理</p><p>　　為了克服現(xiàn)有的控制箱啟閉裝置存在的通用性差、易損壞、耐久性差等技術(shù)問題，本次設(shè)計(jì)提供了一種船舶設(shè)備控制箱的鉸鏈四

38、桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置，以下為四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn):</p><p>　　1）四連桿下鉸點(diǎn)不宜太低，太低會(huì)使安裝困難。</p><p>　　2）前后連桿的長(zhǎng)度要適當(dāng)，減少支架輪廓尺寸，并對(duì)連桿受力有改善。</p><p>　　3）前后連桿夾角越大，則連桿受力越小，所以前后連桿上鉸點(diǎn)越接近越好，以不影響連桿運(yùn)動(dòng)為原則。</p><p><b

39、>　　具體設(shè)計(jì)現(xiàn)附圖說(shuō)明</b></p><p>　　圖4.1為船舶設(shè)備控制箱關(guān)閉狀態(tài)下的平圖面。</p><p>　　圖4.1 船舶設(shè)備控制箱關(guān)閉狀態(tài)</p><p>　　Figure 4.1 Marine equipment control box closed</p><p>　　在圖4.1中，1-控制箱；2-控制箱門

40、栓；3-控制箱門框；4-控制箱箱門；5-箱門轉(zhuǎn)軸。</p><p>　　圖4.2為船舶設(shè)備控制箱開啟狀態(tài)下的平面圖。</p><p>　　圖4.2 船舶設(shè)備控制箱開啟狀態(tài)</p><p>　　Figure 4.2 Marine equipment control box open</p><p>　　在圖4.2中，1-控制箱；2-控制箱門栓

41、；3-控制箱門框；4-控制箱箱門；5-箱門轉(zhuǎn)軸。</p><p>　　圖4.3為船舶設(shè)備控制箱的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置關(guān)閉狀態(tài)圖。</p><p>　　圖4.3 船舶設(shè)備控制箱的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置關(guān)閉狀態(tài)圖</p><p>　　Figure 4.3 Marine equipment control box hinge four-bar linkage type

42、 opening and closing device is closed</p><p>　　在圖4.3中，A-連架桿上的連接銷；B-手柄上的連接銷；C-機(jī)架上的連接銷；D-機(jī)架上的連接銷；2-控制箱門栓；6-機(jī)架；7-手柄；8-連桿；9-連架桿；10-螺母；11-螺栓；12-螺母。</p><p>　　圖4.4為船舶設(shè)備控制箱的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置開啟狀態(tài)圖。</p>

43、<p>　　圖4.4 船舶設(shè)備控制箱的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置開啟狀態(tài)圖</p><p>　　Figure 4.4 Marine equipment control box hinge four-bar linkage type opening and closing device open graph</p><p>　　在圖4.4中，A-連架桿上的連接銷；B-手柄上的連接銷；

44、C-機(jī)架上的連接銷；D-機(jī)架上的連接銷；2-控制箱門栓；6-機(jī)架；7-手柄；8-連桿；9-連架桿；10-螺母；11-螺栓；12-螺母。</p><p>　　圖4.5為機(jī)架結(jié)構(gòu)圖；</p><p>　　圖4.5 機(jī)架結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Figure 4.5 frame structure</p><p>　　在圖4.5中，6-機(jī)架；C

45、、D-機(jī)架上的連接銷。</p><p>　　圖4.6為連桿結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖4.6 連桿結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Figure 4.6 connecting rod structure</p><p>　　在圖4.6中，8-連桿；13、14、15、16-連桿上的銷孔。</p><p>　　圖4.7為手

46、柄的結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖4.7 手柄的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Figure 4.7 handle structure</p><p>　　在圖4.7中，7-手柄；17、18、19、20-手柄上的銷孔。</p><p>　　圖4.8為連架桿的結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖4.8連架桿的結(jié)構(gòu)圖</

47、p><p>　　Figure 4.8 even frame pole structure</p><p>　　在圖4.8中，9-連架桿；21、22-連架桿上的銷孔；23-螺栓孔。</p><p>　　4.2 主要組成部件 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)的啟閉裝置由機(jī)架、手柄、連桿、連架桿、螺母、螺栓、連接銷等組成，其中機(jī)架、手柄、連桿和連架桿組成

48、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　工作原理：通過(guò)手動(dòng)上抬手柄，帶動(dòng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使得連架桿上的螺栓離開門栓，船舶設(shè)備控制箱可以被打開。手動(dòng)下壓手柄，帶動(dòng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使得連架桿上的螺栓壓緊門栓，船舶設(shè)備控制箱被關(guān)閉。使用一段時(shí)間后，如果螺栓端部或控制箱門栓被磨損變薄后，可以旋動(dòng)螺栓上的螺母，使得螺栓端部剛好壓緊在控制箱門栓上，此時(shí)可以保證控制箱關(guān)閉嚴(yán)密，防止控制箱產(chǎn)生晃蕩，影響其使用壽命[14]。<

49、;/p><p>　　第5章 可行性分析</p><p>　　5.1 結(jié)構(gòu)可行性分析</p><p>　　本啟閉裝置比現(xiàn)有的啟閉裝置有很大的優(yōu)越性，在結(jié)構(gòu)方面具有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，所用的組件如連桿、螺栓、把手都是常見而且易于制造的；</p><p>　　2）結(jié)構(gòu)的

50、強(qiáng)度可以通過(guò)強(qiáng)度硬度校核，并且對(duì)于使用環(huán)境的不同可以適當(dāng)調(diào)整桿件材料的厚度，以滿足不同條件下正常使用要求；</p><p>　　3）結(jié)構(gòu)的安全性通過(guò)人性化設(shè)計(jì)來(lái)保障，把手安裝了絕緣絕熱材料，保障操作人員和設(shè)備的安全；</p><p>　　4）設(shè)計(jì)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。易于工作人員操作或者檢查和檢修控制箱內(nèi)的設(shè)備。其大小可以根據(jù)控制箱的大小來(lái)調(diào)整，可以適應(yīng)各種

51、型號(hào)的控制箱。</p><p>　　5.2 技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行性分析</p><p>　　在解決技術(shù)問題時(shí)，此次設(shè)計(jì)的壁式控制箱啟閉裝置采用的是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，技術(shù)方案為：通過(guò)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作特性，制造一種安全可靠、勞動(dòng)強(qiáng)度低，主要是能使工作人員操作方便，以便達(dá)到更快捷的啟閉效果的壁式控制箱鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置。機(jī)架、手柄、連桿和連架桿組成鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)手動(dòng)上抬手柄，帶動(dòng)鉸鏈

52、四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使得連架桿上的螺栓離開門栓，船舶設(shè)備控制箱可以被打開。手動(dòng)下壓手柄，帶動(dòng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使得連架桿上的螺栓壓緊門栓，船舶設(shè)備控制箱被關(guān)閉。</p><p>　　在經(jīng)濟(jì)性方面：使用一段時(shí)間后，如果螺栓端部或控制箱門栓被磨損變薄后，可以旋動(dòng)螺栓上的螺母，使得螺栓端部剛好壓緊在控制箱門栓上，此時(shí)可以保證控制箱關(guān)閉嚴(yán)密，防止控制箱產(chǎn)生晃蕩，影響其使用壽命。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，提高了安全保障，延長(zhǎng)了使

53、用年限，提高了工作人員的作業(yè)效率，采用四桿機(jī)構(gòu)節(jié)省了材料，而且一些關(guān)鍵部件的可替換性降低了換新成本，符合了經(jīng)濟(jì)性要求。</p><p>　　5.3 操作可行性分析</p><p>　　本裝置操作簡(jiǎn)單，由于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的工作特性，操作人員只需要搬動(dòng)把手使之到達(dá)匹配位置，就可以輕松方便的開啟或是關(guān)閉控制箱。在設(shè)計(jì)時(shí),將中間鉸接點(diǎn),略偏于其它兩鉸接點(diǎn)連線的內(nèi)側(cè),確保了在最大夾緊力的情況下,始終

54、保持夾具機(jī)構(gòu)鎖定在穩(wěn)定狀態(tài)而不松脫，大大增強(qiáng)了裝置的可靠性。可以避免在使用中,因外力負(fù)載變化和機(jī)械振動(dòng)的影響。對(duì)于一些需要快速啟閉裝置的地方，該啟閉裝置完全可以勝任，既簡(jiǎn)單方便，又具有很強(qiáng)的可靠性，所以無(wú)需擔(dān)心在關(guān)鍵時(shí)刻無(wú)法打開或是關(guān)閉的情況。 </p><p><b>　　結(jié)論與展望</b></p><p>　　本文介紹的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)式啟閉裝置,相對(duì)于常

55、見的啟閉裝置而言，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，被夾緊工件裝卸快捷，操作方便。這種鉸鏈四桿式啟閉裝置適用于多種設(shè)備控制箱，且不受控制箱門框形狀及所處位置限制，成本低，操作簡(jiǎn)單，耐久性好，維護(hù)起來(lái)也很方便，一些組成部分也具有可替換性，可以換用新部件，使用壽命大大增加，降低了成本。所有零件經(jīng)電鍍防銹處理，表面光潔美觀。對(duì)重負(fù)荷的夾具，其關(guān)鍵零件經(jīng)熱處理工藝，使之具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。在啟閉也更加方便靈活的同時(shí)，兼顧了密封良好的特性,可將之推廣到諸多

56、設(shè)備上。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]常綠,尹明德,歐陽(yáng)祖行.綜合運(yùn)用解析法和實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)[J].淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào).2002(01):11-14.</p><p>　　[2]王文博.利用運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)原理設(shè)計(jì)具有急回運(yùn)動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)便綜合法[J].北京化纖工學(xué)院學(xué)報(bào).1986(02):11

57、7-118.</p><p>　　[3]孫曉斌,肖人彬,周濟(jì). 變參數(shù)四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào).2000(12):22-24.</p><p>　　[4]閆思江,李凡國(guó).  變桿長(zhǎng)參數(shù)化四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真[J]. 機(jī)械傳動(dòng). 2011,12:33-36.</p><p>　　[5]楊秀娟.  鉸

58、鏈四桿機(jī)構(gòu)“學(xué)做合一”實(shí)踐教學(xué)探析[J]. 中國(guó)校外教育. 2013(32):11-14.</p><p>　　[6]李和勤.  繪制平面四桿機(jī)構(gòu)連桿圖譜的新方法[J]. 煙臺(tái)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程版). 2000(04) :5-7.</p><p>　　[7]王介心,林良明.  四桿機(jī)構(gòu)用于假肢設(shè)計(jì)的研究[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 1986(03

59、):11-13.</p><p>　　[8]方秀平,文學(xué)洙.基于ADAMS的平面四桿機(jī)構(gòu)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究[J].機(jī)械傳動(dòng).2012(10):3-6.</p><p>　　[9]SMITH S T. Flexures: Elements of elastic mechanisms.New York: Gordon and Breach Science Publishers,2000:355-

60、357.</p><p>　　[10]SAGGEREL,KOTA S.Synthesis of planar, compliant four-bar mechanisms for compliant-segment motion generation. Journal of Mechanical Design,2001:117-120.</p><p>　　[11]BD Jensen,LL

61、 Howell.Indentification of compliant pseudo-rigid-body four-link mechanism configurations resulting in Bistable behavior Journal of Mechanical Design,2003:33-37.</p><p>　　[12]M Moallem,R V Patel,K Khorasani.

62、 Nonlinear Tip-Position Tracking Control of a Flexible-Link Manipulator: Theory and Experiments .Automatica, 2001,37 :1825-1834.</p><p>　　[13]UnruhV,Kishnaswami P. A. Computer-Aided Design Technique for Sem

63、i-Automated Infinite Point Coupler Curve Synthesis of Four-Bar Linkages.Journal of Mechanical Design, 1995（17）:143-149.</p><p>　　[14]Dwivedy S K,Eberhard P. Dynamic analysis of flexible manipula-tors,a liter

64、ature review .Mechanism and Machine Theory, 2006（41）:749-777.</p><p>　　[15]劉遠(yuǎn)偉,常勇.關(guān)于含移動(dòng)副平面四桿機(jī)構(gòu)的類型判定定理[J]. 淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào). 2003(05):101-105.</p><p>　　[16]雷經(jīng)發(fā),扈靜,魏濤.基于MATLAB的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 機(jī)械工程師. 2009(0

65、9):77-79.</p><p>　　[17]陳劍,葛文杰,王軍強(qiáng),張松飛.平面四桿機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真研究與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)制造業(yè)信息化.2010(09):81-83.</p><p>　　[18]丁昊昊,龔偉,蔣超猛,張其國(guó),牛成亮.基于matlab的平面四桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真[J].硅谷.2011(7):7-8.</p><p>　　[19]吳卓,劉青.柔性鉸

66、鏈四桿機(jī)構(gòu)變形分析及仿真[J].科學(xué)技術(shù)與工程.2011(01):34-37.</p><p>　　[20]王孝平,龍偉,耿靜華,陳毅.平面四桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真[J].機(jī)械工程師.2009(01):53-57.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文是在朱發(fā)新老師的悉心指導(dǎo)下完成的。朱發(fā)新老師一絲不

67、茍的工作作風(fēng)、淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)于律己、寬以待人的品德，平易近人的人格魅力對(duì)本人影響深遠(yuǎn)。不僅使本人樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)習(xí)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使本人明白了許多為人處事的道理。在本課題的研究和論文的撰寫過(guò)程中，朱老師自始至終對(duì)我細(xì)心指導(dǎo)，提出了許多寶貴意見和建議，使我的課題進(jìn)展比較順利。本次論文從選題到完成，傾注了朱老師大量的心血，雖然在寫論文的過(guò)程中，遇到了很多的問題，在老師的耐心

68、指導(dǎo)下，問題都得以解決。在此，向朱老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！</p><p>　　大學(xué)生活即將結(jié)束，大學(xué)四年，帶給我的影響卻不能用時(shí)間來(lái)衡量，這四年以來(lái)，經(jīng)歷過(guò)的所有人、所有事，都將是我人生中值得回味的一部分，也將是我為人處事的指南針。馬上就要離開學(xué)校，走上工作的崗位，這將是我人生歷程的一個(gè)新的起點(diǎn)，在這里祝福大學(xué)里跟我風(fēng)雨同舟的好兄弟們，祝福你們通過(guò)自己的努力，都能夠?qū)崿F(xiàn)自己的理想，大家的未來(lái)一定都會(huì)是絢