针对混凝土湿喷机臂架系统的液压油缸驱动力难以显式计算的问题,采用解析几何法和拉格朗日方程建立混凝土湿喷机臂架系统的动力学模型.将驱动油缸等效为活塞杆沿着套筒运动的二连杆机构,这样臂架成为不完全开链的十连杆机构.采用解析几何法,推导臂架杆件转角与液压油缸行程的函数关系,即臂架系统的运动学方程.在运动学基础上根据拉格朗日动力学方程,建立广义力(液压油缸驱动力)对广义坐标(油缸行程)的数学模型.仿真分析时选择了湿喷机的一个典型工作过程,利用符号运算工具MAPLE求解广义力的解析式,并导入MATLAB进行数值求解.同时,利用PRO/E的机构动力学仿真工具对臂架进行分析.对比可见MATLAB与PRO/E仿真结果相吻合,验证了混凝土湿喷机臂架系统动力学模型的正确性.最后,结合动力学模型分析驱动油缸铰点位置变化对油缸工作过程中最大驱...

运用机器人理论中的坐标变换原理,求出钻臂机构处于不同位姿时各油缸的驱动力。该方法与传统的几何分析法相比,具有简单、清晰、便于计算机解算的特点。

针对林区作业环境复杂等问题,设计一款面向林区作业的林区智能作业车。建立作业车臂架系统的运动学和动力学模型并进行三维软件仿真和优化设计。首先,采用解析几何法与拉格朗日动力学方程结合,建立臂架系统的动力学模型。其次,利用软件NX1899的机构动力学仿真工具Simcenter 3D Motion对臂架系统进行分析,得到臂架系统各油缸驱动力和行程随时间变化曲线。最后,基于响应面BBD(Box-Behnken design)设计响应面试验,对变幅油缸前后两铰点位置进行优化。结果表明,在油缸行程仅增加0.000 04%情况下,油缸驱动力减小2.33%,BBD所提供的试验设计可靠。因此,该动力学模型可为油缸选型和油缸受力优化提供理论依据。

针对轻质液压机械臂载荷质量比小、关节工作范围小的研究现状,对某轻质液压机械臂进行机构优化;基于向量代数和线性变换原理,建立机械臂机构的显式分析方程和准静态力平衡方程,并提出机械臂构型的优化设计模型;以机械臂工作范围、连杆机构尺寸、驱动油缸的伸缩单调性为约束条件,以极小化油缸驱动力峰值为目标函数,对机械臂各关节铰接点位置进行优化设计。结果表明,优化设计后的机械臂运动范围幅度大,承载能力强,有效减小了关节铰接点载荷。