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彈體支撐運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及目標(biāo)模擬器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
開題報(bào)告
班級(jí)（學(xué)號(hào)）：機(jī)0405-21 姓名：吳勝裕
指導(dǎo)老師：張剛 督導(dǎo)老師：楊慶東
一、 綜述：
本課題設(shè)計(jì)的彈體支撐目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是為檢測(cè)導(dǎo)彈彈頭跟蹤系統(tǒng)安裝位置是否精確的檢測(cè)裝置和彈體或者單個(gè)彈頭提供安裝平臺(tái)。
彈體體支撐機(jī)構(gòu)為整彈體（或彈體頭）提供安裝固定條件，并要求能實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)要求，同時(shí)也要為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供安裝平臺(tái)；目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有伺服或步進(jìn)電機(jī)控制的小型轉(zhuǎn)臺(tái)和延長(zhǎng)支架組成，是目標(biāo)模擬器的安裝平臺(tái)，它要求能保證在測(cè)試過程中控制目標(biāo)模擬器延以繞彈體頭中心的弧線運(yùn)動(dòng)，確保目標(biāo)模擬器一直對(duì)正彈體頭中心。
二、 研究?jī)?nèi)容：
本課題為彈體目標(biāo)模擬器支撐目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括彈體支撐機(jī)構(gòu)與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分，軟件方面主要是一些PCI運(yùn)動(dòng)控制卡的軟件及其操作界面的設(shè)計(jì)。
彈體支撐機(jī)構(gòu)與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)共同構(gòu)成了測(cè)試系統(tǒng)的試驗(yàn)安裝臺(tái)架，為彈體、彈體頭和目標(biāo)模擬器提供安裝平臺(tái)，同時(shí)要求它們能夠方面分離，以便于進(jìn)行配置選擇。
彈體支撐機(jī)構(gòu)可為整個(gè)彈體或者單獨(dú)的彈體頭提供安裝和固定環(huán)境，并可提供手動(dòng)方式控制的 俯仰和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將通過伺服或者步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)輕型轉(zhuǎn)臺(tái)及可調(diào)安裝支架來實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)控制方式既可通過位置控制也可通過速度控制，安裝支架長(zhǎng)度可調(diào)，并提供目標(biāo)模擬器的安裝平面。目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將接受測(cè)試仿真系統(tǒng)的控制，按其設(shè)定的位置和速度運(yùn)行；同時(shí)還需要設(shè)計(jì)控制目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的PCI運(yùn)動(dòng)控制卡和對(duì)應(yīng)的接口程序。
三、 實(shí)現(xiàn)方法及預(yù)期目標(biāo)：
本課題設(shè)計(jì)的彈體目標(biāo)模擬器支撐目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)，總體上要求成本低，操作簡(jiǎn)單方便，可靠性好。在滿足功能要求的前提下，按盡可能使用、操作方便、制造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的總體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)?？傮w方案包括彈體支撐機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和PCI控制卡軟件及其操作界面的編制。在設(shè)計(jì)中在大量運(yùn)用機(jī)械知識(shí)的同時(shí)，穿插了許多電子電路，軟件編制的知識(shí)，使得比傳統(tǒng)的機(jī)械有了很大的操作改觀。在設(shè)計(jì)過程中分兩個(gè)部分完成;硬件和軟件部分。
1、 硬件部分：
彈體支撐機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)的功能包括兩點(diǎn)：整彈體（或彈體頭）的手動(dòng)俯仰運(yùn)動(dòng)及其自身的手動(dòng)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)是分開進(jìn)行的，滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)只有在整彈體（或彈體頭）水平位置時(shí)進(jìn)行。俯仰運(yùn)動(dòng)初步?jīng)Q定用渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，主要克服的困難是使彈體（或彈體頭）在兩極端位置時(shí)不能移動(dòng)位置；滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)用杠桿原理按照指定要轉(zhuǎn)過的角度通過手動(dòng)直接扳動(dòng)彈體轉(zhuǎn)動(dòng)，主要考慮的是支撐體是點(diǎn)支撐還是面支撐，實(shí)現(xiàn)的難易程度。如下圖所示：
目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)模擬器的定位功能：目標(biāo)模擬器的安裝位置可以直接通過絲杠來定位，并在兩端用擋板確定它的位置移動(dòng)范圍，它的弧線運(yùn)動(dòng)范圍和速度能通過軟件來實(shí)現(xiàn)。
2、 軟件部分：
目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在硬件的基礎(chǔ)上是不能完成全部運(yùn)動(dòng)要求的，必須得通過軟件部分的補(bǔ)充才能充分實(shí)現(xiàn)其功能。在軟件的編制上，主要要求編制所選PCI控制卡相對(duì)應(yīng)的接口程序以及弧線運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)范圍的限制條件和報(bào)警系統(tǒng)，還有人工操作界面的編制。此次設(shè)計(jì)選用的是6030 PCI運(yùn)動(dòng)控制卡，
主要儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī)、PRO/E、PCI控制卡及其對(duì)應(yīng)的軟件、單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)等。
四、 對(duì)進(jìn)度的具體安排：
第 一 周：動(dòng)員、詳細(xì)安排任務(wù)，準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)，各種軟件；
第 二 周：到圖書館、情報(bào)信息中心、工廠等地調(diào)研查閱資料；
第 三 周：翻譯資料，初步設(shè)計(jì)方案，學(xué)習(xí)三維設(shè)計(jì)軟件工具；
第 四 周：寫調(diào)研報(bào)告、開題報(bào)告，論證方案，開題審查；
第 五 周：設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)，計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)，畫出草圖；
第 六 周：完成機(jī)械結(jié)構(gòu)圖紙的任務(wù)；
第 七 周：修改完善機(jī)械設(shè)計(jì)
第 八 周：控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)，選擇控制器；
第 九 周：接口電路設(shè)計(jì)，包括測(cè)量輸入、運(yùn)動(dòng)控制輸出電路；
第 十 周：修改完善控制系統(tǒng)和接口設(shè)計(jì)；
第十一周：設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)軟件；
第十二周：編制控制程序；
第十三周：完成機(jī)械結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)模型；
第十四周：進(jìn)行裝配仿真、運(yùn)動(dòng)仿真；
第十五周：撰寫詳細(xì)的論文提綱，設(shè)計(jì)說明書；
第十六周：完善所有設(shè)計(jì)，打印圖紙和論文，上交論文；
第十七周：答辯。
五、 參考文獻(xiàn)：
1、 彈體目標(biāo)模擬器支撐目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)原理及設(shè)備
2、 機(jī)械設(shè)計(jì)
3、 機(jī)電一體化
4、 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)
5、 PCI運(yùn)動(dòng)控制卡原理與應(yīng)用
指導(dǎo)老師： 年 月 日
督促老師： 年 月 日
領(lǐng)導(dǎo)小組審查意見：
審查人簽字： 年 月 日