基于虚拟样机的拉臂车工作装置动力学分析

针对拉臂车工作装置变负载、多工况的工作特点,利用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS 建立机械-液压联合仿真模型,为得到更加真实的动力学响应,将箱体滚轮与地面、箱体与副车架导向轮定义为非线性弹簧-阻尼碰撞接触力约束关系.分析结果表明:机械-液压联合仿真能够有效地模拟工作装置在装箱和举升卸料过程中油缸力和拉臂作用力的动态变化规律,从而为拉臂车工作装置动态分析提供了一种有效方法.     

旋转式拉臂车优化设计

旋转式拉臂车是一种大载量的拉臂式垃圾运输车,为改善这种车辆的性能,首次对此种类型的拉臂车建立了数学模型,以液压缸的最大作用力与机构的运动平稳性为目标函数进行了优化设计,使其性能得到了改善,研究结果与研究方法对此类型车辆具有一定的指导意义。     

基于有限元分析的垃圾车拉臂装置的结构优化（英文）

拉臂式垃圾车是一种可自动装卸垃圾厢和自动卸载垃圾的专用环卫车,为改善车辆的性能,优化拉臂装置结构,建立了各工况下拉臂结构所受载荷的数学模型,并利用COSMOSWorks软件对拉臂进行结构有限元分析,获得了拉臂在各种实际工况下的应力应变分布,在此基础上以拉臂质量最小值为目标函数进行结构优化设计,使其性能得到了改善,在满足结构强度要求的前提下,拉臂质量减少了20.4%.     

动臂变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性

为研究和提高旋挖钻机工作装置的力学性能,对动臂变幅工况下工作装置的动力学特性进行分析。基于动静法建立动力学模型,在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型并进行仿真分析。研究结果表明:动臂变幅时,无论动力头和钻杆处于钻桅的什么位置,对动臂变幅液压缸提供的主动力都没有影响;当钻桅倾角为0°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最小,当钻桅倾角为95°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最大。     

基于复杂曲面磨削用机器人的机械臂结构设计

针对曲面焊缝磨削加工工艺对机械臂要求,设计了一种多关节型磨削机械臂。确定了机械臂的关节构成及其实现形式,设计了磨削机械臂的机械结构,确定了结构尺寸。对机械臂主要受力关节进行了分析,并利用三维软件对机械臂进行了仿真,仿真结果表明机械臂结构合理,能满足复杂曲面磨削焊缝工作的要求。     

六自由度机械臂运动学分析与仿真

为检验六自由度机械臂设计合理性,对其进行运动学建模及仿真。首先,依据Denevit-Hartenberg (DH)法建立机械臂的运动学模型。其次,对机械臂进行正向运动学理论分析。最后,利用MATLAB软件对机械臂正向运动学和末端执行器的可达空间进行了仿真分析。对机械臂进行正向运动学仿真分析后发现,仿真结果与理论计算值相差很小。对机械臂的可达空间进行仿真分析发现,机械臂的运动轨迹近乎球形,且在xoy、xoz和yoz平面投影上没发现明显空洞或空腔。仿真结果表明,六自由度机械臂的设计满足设计要求。     

基于ADAMS的机械臂仿真分析

本文利用ADAMS/View模块对液压机械臂的虚拟样机机械系统进行仿真,尤其针对其液压机械臂机械手的转角进行针对性分析,并进行结构优化设计,得出最优解,并将最优解参数导入程序进行仿真分析,给出优化建议,使其转动角范围符合各种工况需求。同时对机械臂姿态调整液压缸进行了受力仿真分析,并给出了液压机械手姿态调整杆最佳连接位置,为之后的选型和设计工作奠定了理论基础。     

高空作业车轨迹控制设计研究

针对折叠伸缩混合臂高空作业车提出了作业轨迹控制方案,实现了工作平台升降及水平直线运动时的轨迹自动控制.由两号折叠伸缩臂和飞臂组成的混合式高空作业车,工作平台轨迹控制是冗余自由度问题,其臂节变幅角度与伸长量有范围限制要求.基于一阶逆运动学数值算法设计出了工作平台直线运动轨迹闭环控制方案,针对范围受限控制变量设定了缓冲带,避免了控制率失效,实现了高空作业车作业轨迹的自动控制.     

大型自移式破碎站卸料臂结构仿真与优化

针对大型自移式破碎站卸料臂结构设计中存在的问题,采用理论分析和数值仿真相结合方法,分析卸料臂结构几何和受力特征,建立数值仿真模型,对三种典型工况下力学行为进行仿真分析和结构优化.结果表明:在恶劣气候下工作时,卸料臂结构始端处横梁发生较大扭转变形,且应力过大,结构安全系数偏低,原设计结构不适于工作在大风高寒地区.优化后,原卸料臂结构始端处横梁的工字型截面设计为箱型截面,结构受力合理,在大风高寒环境下的承载能力大幅提高.     

高空作业车工作斗轨迹控制研究

针对伸缩臂式高空作业车工作斗轨迹跟踪问题,以高空作业车工作斗竖直升降过程为例,建立了整车几何结构模型,并根据几何关系将工作斗运行轨迹逆运算,推导出工作斗相应轨迹下俯仰缸和伸缩缸活塞的运行轨迹算法,并以此作为两缸活塞的期望轨迹;提出了一种速度前馈位置反馈的复合控制方法,推导出液压缸运行过程中的速度前馈补偿算法,通过分别控制俯仰缸和伸缩缸活塞的运行来实现工作斗的轨迹控制。在SimulationX环境下,建立了集机、电、液一体的高空作业车仿真模型,仿真结果表明,实现了高空作业车工作斗的竖直升降,进一步提高了两缸活塞的控制精度。     

机器人化钻锚车钻臂工作空间分析及轨迹规划

针对深部危险煤层综掘工作面事故率高、效率低的工程难题以及锚杆支护自动化、智能化需求,提出一种与智能掘支锚联合机组配套的机器人化钻锚车,并对其进行工作空间分析和轨迹规划。首先,基于D-H法建立钻锚车顶板和侧帮钻臂结构的运动学模型,基于蒙特卡洛伪随机数方法对4个钻臂进行工作空间分析;其次,针对左右钻臂协同分工作业、变位过程中避障的需求,编排顶板和侧帮钻臂的关节运动谱,基于五项式插值法得到各关节随时间的运动轨迹方程,并结合运动学模型解算各钻机末端的运动轨迹。研究结果表明:机器人化钻锚车工作空间能满足长×宽为5 500 mm×3 600 mm的试验巷道的支护要求;钻机末端轨迹到临时支护支架最小距离为100 mm,顶板钻臂和侧帮钻臂变位过程中均不会与支架发生干涉。     

基于COSMOSMotion和COSMOSWorks的动臂有限元分析

建立主要工作装置的三维实体模型和动臂的虚拟样机模型,以COSMOSMotion软件为平台进行运动学和动力学仿真,并将动臂在铲斗挖掘、斗杆挖掘、混合挖掘三种典型工况下的原始载荷情况从COSMOSMotion中直接输出到有限元分析软件COSMOSWorks中进行强度和结构分析,得各工况下动臂应力最大时的有限元分析结果,为物理样机的试制和和产品的优化设计提供了依据.COSMOSMotion和COSMOSWorks的联合仿真降低了仿真的难度,提高了分析的精度.所采用方法,对于同类产品的设计具有一定的参考价值.     

液压挖掘机工作机构的动臂势能回收

针对液压挖掘机动臂机构下放时产生大量能量损失问题,提出一种利用蓄能器作为储能元件的新型动臂势能回收液压系统;应用ADAMS和AMEsim软件建立该势能回收系统的联合仿真模型,通过实车试验对仿真结果进行验证,针对柱塞马达转速大及能量转换机构效率低这一问题,对势能回收液压系统进行改进,对柱塞马达进行参数匹配。结果表明:动臂势能回收率为22.6%;仿真与试验结果的误差为8.84%,论证了液压系统的合理性,以及联合仿真模型准确、可信性;柱塞马达最大转速由3 626.5 r/min减小至2 955.1 r/min,能量转换机构的效率由85%增大至91%。     

抓取机械手的动力学性能及结构有限元仿真

对物流货物抓取机械手进行动力学性能分析,利用有限元软件ANSYS Workbench建立机械手关键部位的仿真模型,对大臂、小臂构件进行危险工作状态下的有限元分析,并对该机械手构件的结构进行模态分析。结果表明,该机械手关键部位的结构和材料均满足工作性能要求,机械手中的大臂、小臂构件在作业过程中不会产生共振现象,具有良好的动力学性能。     

伸缩臂高空作业车轨迹跟踪控制方法研究

给出了一种伸缩臂高空作业车的作业平台轨迹跟踪控制方法.通过对液压动力系统及液压比例流量阀的特性研究,结合某伸缩臂式高空作业车的结构特点,提出了一种基于机械臂油压系统的控制模型,针对该模型设计了PID控制器,实现了作业平台的轨迹跟踪控制.采用所提出的控制方法,在某伸缩臂式高空作业车样机上进行了实验,成功实现了对高空作业臂...     

助老助残轮椅用绳传动机械臂结构设计

针对传统轮椅机械手驱动结构复杂并且体积、自重偏大等问题,基于套索式柔性绳传动机构原理,设计一种助老助残轮椅用的绳传动机械臂结构;通过对轮椅机械臂的结构以及机械臂绳传动原理进行描述,建立机械臂的运动学方程,利用MATLAB软件求解该绳传动机械臂的运动仿真模型与工作空间进行运动学分析,并研制原理样机进行相应的实验验证。结果表明,通过该绳传动方式,可以将驱动电机安装在机械臂的臂体之外,利用绳索进行动力传递,从而实现分离驱动,并简化机械臂的结构,减小机械臂的体积、质量和能耗。     

应用ADAMS软件对点焊机器人大臂机构进行动力学仿真研究

针对六自由度点焊机器人设计过程中的动力学问题,通过建立Pro-E仿真模型,及其与大臂机械动力学模型等价的ADAMS仿真模型,在此基础上进行其动力学分析。仿真研究了机构关节的运动过程及其工作极限点;并在给定机构关节运动范围内,仿真研究其动力学特性。     

装载机节能液压系统设计

针对现有装载机在循环作业工况下燃油消耗量大、能源利用率低以及无法回收动臂下降时的势能等问题,提出一种可回收动臂势能的装载机液压节能系统.介绍了该系统的工作原理及不同工作模式下的运行状况,建立了动臂下降时能量回收的数学模型,并用Simulink进行了仿真.仿真结果表明,该系统能改善装载机的工作效率,减少燃油消耗和排放.     

新型振动捣固臂的动力学分析

根据新捣固机的工作原理,对核心部件捣固臂进行建模和结构分析,完成整个机械结构的设计,确定装置中主要结构尺寸及相关的工作参数。通过虚拟样机技术及仿真软件平台Pro/E,建立新捣固机的虚拟样机,并进行运动学仿真。研究结果表明:新捣固机的捣固臂采用负载自适应、频率和振幅连续可调的液压振动技术,克服了强迫振动加速捣镐磨损以及夹持液压缸摆动的缺陷。     

基于虚拟样机技术的机械臂建模与仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件MSC．ADAMS，建立了机械臂抓取的虚拟样机模型，包括对机械臂各部件的简化、在ADAMS中的模型描述及仿真过程控制。在仿真过程中通过预估末端件的运动规律，依据运动仿真结果求得控制主动件的运动输入曲线。最后对该虚拟样机模型进行了运动学和动力学分析，实现了使用CAE仿真软件来对机械臂的运动和动力性能进行分析，为机械臂系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数，为工程设计提供了一套有效的分析方法。