多起重机协作柔索并联构型装备运动规划、有限元分析及液压系统仿真

发布时间：2017-04-10 18:10

  本文关键词：多起重机协作柔索并联构型装备运动规划、有限元分析及液压系统仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文依托国家自然科学基金“大型重载起重吊装空间协作柔索并联构型装备机构的动态性能分析与协调控制技术研究(项目编号:51275515)”项目,针对一种多起重机协作柔索并联构型装备,在运动学和动力学分析的基础上,进行了吊装轨迹规划和避障路径规划、有限元分析和液压系统仿真方面的研究,完成的主要工作归纳如下:1.阐述了一种多起重机协作柔索并联构型装备的基本构型和工作原理,利用解析法推导出了装备运动学方程;在此基础上,利用达朗贝尔原理建立了装备的动力学模型;探讨了装备定方位工作空间的约束条件和求解方法。通过数值仿真,验证了多起重机械协作柔索并联构型装备运动学和动力学模型,并计算出其定方位工作空间。2.分析了多起重机协作柔索并联构型装备作业环境中不存在障碍物的情况下,被吊装重物做圆周运动和点到点运动的吊装轨迹规划问题。采用高阶多项式插值消除了被吊装重物做点到点运动过程中多起重机协作柔索并联构型装备变幅机构、回转机构和卷扬机构的加速度突变问题,保证了装备的安全平稳运行。3.探讨了多起重机协作柔索并联构型装备的避障路径规划策略。考虑装备的原始作业环境,基于MAKLINK法建立了吊装作业环境模型。以此为基础,采用Dijkstra算法和蚁群算法相结合的方法筛选出了无碰撞最优路径。数值仿真表明,该方法具有快速准确的路径搜索能力,能够完成多起重机协作柔索并联构型装备的避障任务。4.建立了多起重机协作柔索并联构型装备三维模型,并结合吊装案例,利用有限元软件,分析了该装备关键部件在具体吊装案例下的应力和变形分布规律,发现了其结构中存在的薄弱环节并提出了改进意见,为多起重机协作柔索并联构型装备结构的优化设计提供了理论依据。5.搭建了多起重机协作柔索并联构型装备辅助分析系统及其液压系统仿真模型,并结合具体吊装案例,对该装备液压系统进行了联合仿真。通过仿真,验证了多起重机协作柔索并联构型装备液压系统仿真模型的合理性,并得到了影响系统动态性能的重要参数,为系统的实际应用提供了关键性依据。
【关键词】：多起重机 柔索并联机构 运动规划 有限元分析 液压系统仿真
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH21
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 变量注释表17-19
• 1 绪论19-27
• 1.1 论文来源19
• 1.2 论文背景及研究意义19-21
• 1.3 国内外研究现状21-26
• 1.4 本文主要研究内容26-27
• 2 多起重机协作柔索并联构型装备运动学和动力学分析27-38
• 2.1 引言27
• 2.2 机构描述27-29
• 2.3 运动学和动力学分析29-32
• 2.4 定方位工作空间分析32-33
• 2.5 数值仿真33-36
• 2.6 本章小结36-38
• 3 多起重机协作柔索并联构型装备吊装轨迹规划与避障路径规划38-56
• 3.1 引言38-39
• 3.2 吊装轨迹规划39-47
• 3.3 避障路径规划47-54
• 3.4 本章小结54-56
• 4 多起重机协作柔索并联构型装备有限元分析56-76
• 4.1 引言56
• 4.2 三维模型建立56-60
• 4.3 关键部件有限元分析60-74
• 4.4 本章小结74-76
• 5 多起重机协作柔索并联构型装备液压系统联合仿真分析76-91
• 5.1 引言76
• 5.2 辅助分析系统设计76-81
• 5.3 液压系统建模81-84
• 5.4 液压系统联合仿真分析84-89
• 5.5 本章小结89-91
• 6 结论与展望91-93
• 6.1 结论91-92
• 6.2 展望92-93
• 参考文献93-99
• 作者简历99-101
• 学位论文数据集101

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 郑亚青,林麒,刘雄伟;低速风洞绳牵引并联支撑系统的机构与模型姿态控制方案设计[J];航空学报;2005年06期

2 任敬轶,孙汉旭;一种新颖的笛卡尔空间轨迹规划方法[J];机器人;2002年03期

3 朱大奇;颜明重;;移动机器人路径规划技术综述[J];控制与决策;2010年07期

4 韩军,郝立;机器人关节空间的轨迹规划及仿真[J];南京理工大学学报;2000年06期

5 李爱萍;李元宗;;机器人路径规划方法的研究[J];机械工程与自动化;2009年05期

6 潘杰;王雪松;程玉虎;;基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划[J];中国矿业大学学报;2012年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 汤奥斐;大跨度柔索驱动并联机器人关键问题分析及模型实验研究[D];西安电子科技大学;2007年

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本文编号：297277