同心双柔轴的机构设计及其控制策略研究

【摘要】本文设计的同心双柔轴螺钉螺母智能调节系统，实现对现阶段断路器生产工艺变革，结束了塑壳式断路器生产线手工时代，使其进入智能化生产时代，并且拓展了对智能装备理论研究的深度；提高了产品生产效率，从而使得断路器的年产量适应了日益增长的市场需求；降低了设备产生的大电流辐射对人体造成的危害。为了实现测控系统快速稳定的功能，首先，本文对塑壳式断路器过载延时校验理论和脱扣器中热双金属片受热机理的深入研究，得出实验电流大小（电流在允许的最大极限值内）和螺钉长度的调整时间成反比例关系；然后，从热双金属片受热变形机理入手，对热传导基本理论方程推导，建立热双金属片悬臂梁热电机械耦合模型，并且通过对螺钉调整过程中的受力分析，建立同心双柔轴机构动力学模型，指导设计调整机构；从而，设计了基于图像视觉定位系统的同心双柔轴螺钉螺母调节机构，实现对热双金属片上的螺钉螺母高精度、高效率的实时跟踪调整；最后，设计了同心双柔轴控制系统结构-分布式控制系统，分为操作层、过程控制层及其现场层。操作层负责图像定位信息的处理及通过OPC技术与过程控制层的通信，实现对工况检测、控制和数据管理；过程控制层是通过可编程控制器PLC及相关程序，实现上电自检模块、轴向移动模块、螺钉螺母调节模块等复杂工艺；现场层是动作机构执行器，同心双柔轴螺钉螺母调节机构通过内外套筒动作相互配合实现螺钉螺母准确定位。从调试结果可以看出：同心双柔轴系统设计的定转矩和定速度的双定量信号控制体系，克服了使用扭矩传感器信号易受外界变化力干扰造成调节过程失败的弊端；采用图像对位方式及其采用丝杠步进电机和磁栅的配合使用方法，使得调整定位误差小于0.2。现在本测试系统已进入生产阶段，运行状况稳定、良好。与原手工测试模式相m比m，生产每台断路器的时间减少30%以上，提高了生产效率。
【作者】朱明年；
【导师】程武山；
【作者基本信息】上海工程技术大学，机械工程，2013，硕士
【关键词】低压电器；塑壳式断路器；同心双柔轴系统；PLC；图像视觉系统；

【参考文献】
[1]张颖,刘艳秋,汪定伟.全终端3状态复杂系统可靠性分析与决策[J].控制与决策,2000,05:602-604+616.
[2]范右飞.伐地那非通过改善氧化应激水平治疗肺动脉高压的临床与基础研究[D].山东大学,儿科学,2014,博士.
[3]刘云龙.基于Baker变换和广义异或运算的混合域图像加密[D].哈尔滨工业大学,光学,2013,硕士.
[4]王静波,王尚旭,袁三一,肖梦雄.基于多道局部复值相关的地震信号边缘检测[J].石油地球物理勘探,2014,01:190-196+306-307.
[5]龚箭,刘颖,张红.应用CRM知识管理系统提高包装企业市场竞争力[J].包装工程,2005,06:117-118+131.
[6]毛北行,李巧利.复杂网络同步时间可控的投影同步[J].安徽大学学报(自然科学版).
[7]王慧.时延受限组播路由算法的研究[D].重庆大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[8]严汉彦.频率控制的三相提升机[J].冶金自动化,1988,03:49-51.
[9]张小翠.冷链物流信息处理与安全风险管理研究[D].河北工程大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[10]蔡迎玲.ZigBee网络高稳定路由算法研究[D].中南民族大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[11]孙雪松.基于跨平台移动开发框架AppCan的新闻线索征集系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[12]徐芬丽.电视台薪酬设计研究——以电视台B为例[D].首都经济贸易大学,企业管理,2004,硕士.
[13]初壮,于继来.初期电力市场确定电网日发电计划的模型与方法[J].电力系统自动化,2006,22:43-47.
[14]马岩.汽车用碳/芳纶纤维增强复合材料管件物的成型以及能量吸收机理的研究[D].东华大学,纺织材料与纺织品设计,2014,硕士.
[15]谭雯婷.经济类考生主观录取概率判断的影响因素研究[D].山东大学,金融学,2013,硕士.
[16]张姝.外来务工人员子女学校英语教学现状调查[D].山东师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[17]夏国栋.青年小户型住宅室内设计研究[D].山东建筑大学,设计艺术学,2013,硕士.
[18]薛忠.面向物联网的智能压力变送器设计研究[D].南昌航空大学,导航、制导与控制,2013,硕士.
[19]杜庆来,张立逢,郑明波,曹洁明,王少刚.功能型单层石墨烯的热剥离法制备及其超电容性能[J].化学研究,2010,03:18-23.
[20]李风翠.转基因饲料中bar基因检测方法的研究[D].南京农业大学,基础兽医学,2011,硕士.
[21]吴力博,古松,赵亮,徐世晓,周华坤,冯超,徐维新,李英年,赵新全,唐艳鸿.三江源地区人工草地的生态系统CO_2净交换、总初级生产力及其影响因子[J].植物生态学报,2010,07:770-780.
[22]马富银.汽车发动机机油泵的振动和噪声分析[D].上海工程技术大学,车辆工程,2012,硕士.
[23]张佳娟.幼年和成年单眼形觉剥夺性弱视大鼠视皮质PSD-95表达的研究[D].新乡医学院,斜视弱视,2012,硕士.
[24]董抒华.纤维预制件渗透率的预测及其浸润过程有限元模拟[D].山东大学,材料学,2014,博士.
[25]王余.锂空气电池复合阴极Pd/Co_3O_4/C的制备及其性能研究[D].哈尔滨工业大学,2014.
[26]李季云,张洪哲,曾宪文,王跃云.农用汽车高强度凸缘六角厚螺母冷镦成形工艺[J].农业机械学报.1993(01)
[27]冯勤蔚.证券投资基金信息披露制度研究[D].华侨大学,法律,2013,硕士.
[28]胡建功.氢在α-Al_2O_3（0001）表面吸附的模拟研究[D].华中科技大学,材料工程,2013,硕士.
[29]张昌慧.以阐释学视角对比研究《道德经》泰文译本[D].北京外国语大学,亚非语言文学,2014,硕士.
[30]张程.导弹仪器舱安装支架优化及减振性能的研究[D].哈尔滨工业大学,航天工程,2013,硕士.
[31]温礼勤.中小企业联保贷风险规避机制研究[D].安徽大学,金融,2013,硕士.
[32]温祖谋.理智参与竞争稳健走向世界——中国皮革与制鞋工业走向世界[J].西部皮革.2004(06)
[33]李剑白.实时三平面技术与全容积技术结合评价原发性高血压右心室收缩功能[D].大连医科大学,医学影像学与核医学,2012,硕士.
[34]王亮.兰州供电公司绩效管理体系改进设计[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[35]王文哲.《李尔王》的死亡意蕴[D].浙江大学,英语语言文学,2013,硕士.
[36]胡文彬.高速公路动态车辆称重系统的实验性研究[D].北京工业大学,2001.
[37]毛敏.炎症因子通过miR-33a-5P抑制巨噬细胞胆固醇外排的研究[D].重庆医科大学,内科学,2014,博士.
[38]李婷婷.论多丽丝·莱辛《金色笔记》的空间建构[D].南京师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[39]张野.石化建设项目利益相关者间冲突研究[D].大连理工大学,工商管理,2003,硕士.
[40]严亚男.英国《1870教育法》的历史探析[D].华东师范大学,教育史,2013,硕士.
[41]雷丽丽.中职旅游地理实践性课程资源开发与利用研究[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[42]刘一铮.高校创业型团组织建设研究[D].湖南大学,思想政治教育,2013,硕士.
[43]黎芳宇.我国行政问责制存在的问题及对策研究[D].西南政法大学,宪法与行政法（专业学位）,2012,硕士.
[44]万韬.轴流泵的参数化设计及数值模拟[D].华中科技大学,流体机械及工程,2013,硕士.
[45]姚文,李育敏,郭成峰,刘学军,吴杰,计建炳.网板填料复合旋转床的流体力学与传质性能[J].化工时刊,2012,03:1-4+17.
[46]蒋晶,刘同明.基于数据库信息构建贝叶斯网络的免疫遗传算法[J].计算机应用,2005,S1:188-189.
[47]于辉霞.山东部分地区木生腐生真菌种类与分布的初步研究[D].青岛农业大学,植物病理学,2012,硕士.
[48]王宜军.武汉市中小企业创业发展环境研究[D].华中科技大学,行政管理,2012,硕士.
[49]陈润源.中国B2C电子商务盈利模式比较研究[D].首都经济贸易大学,产业经济学,2013,硕士.
[50]季洪飞.跨国公司项目转移中的质量管理研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.