一种由微处理器控制自动平衡吊具的设计方案

3.2 框架

为了足够的安全裕度，涵盖考虑最不利情形：一端固支的水平矩形等截面悬臂梁，自由端受重力10 000/2=5000 N;自重加其它零件重量4 000 N偏于安全地视为作用于悬臂梁悬出端。矩形高为100 mm，宽为68 mm;

因此，各种低碳钢均满足要求。

3.3 电机

选用YVP100L2—4变频电机，最高转速5 000 rpm，多级可调。额定功率3 kW，额定扭矩19 Nm。不使用减速机，螺距为3mm，当电机转速为960 rpm时，每秒钟吊环移动48 mm。这个速度可以看做吊具工作时的最高速度。

电机功率=吊具上升速度×(重力加速度+上升加速度)×(被吊质量+设备质量)/机械效率=0.05×(9.8+0.1)×(1 000+400)/0.22=3 kW上述式子是关于吊具彻底歪斜这种最不利情况的，裕度过大。电机功率选国标系列值3 kW。

3.4 螺纹传动机构

螺牙强度能承受(1 000+400)×9.8N的轴向力(吊具彻底歪斜，这是最不利的情况)选用梯形螺纹。因为矩形螺纹运动精度高，成本高。

根据耐磨性初选中径，梯形螺纹：

其中，[p]=18MPa，ψ=H/d=2.5，Q=14 000 N，

得到d2=11.5 mm。为了更好的刚度，选d=32 mm，螺距t=3 mm。