煤矿救援运载车起落架机械结构设计及分析

发布时间：2017-10-16 06:13

  本文关键词：煤矿救援运载车起落架机械结构设计及分析

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【摘要】：两级煤矿救援机器人系统主要应用于煤矿事故距井口较远的情况,由一级轨道式运载车和二级履带式探测机器人构成,本文主要对二级运载车中的起落架机构进行设计和分析。起落架是两级煤矿救援机器人系统中二级探测机器人离开和返回一级运载机器人的通道，根据起落架的作用和工作原理，设计了由偏置摇杆滑块和双摇杆组成的平面六连杆机构，通过电动机驱动曲柄滑块带动双摇杆机构，实现翻版120度的旋转运动，并通过计算最终确定了连杆的结构尺寸。 利用动态仿真工具MATLAB/Simulink对平面连杆机构进行了运动学和动力学仿真分析，得到了各构件的（角）位移和（角）速度曲线，验证了连杆机构的可行性，同时也得到了在给定输入条件下各转动副的约束反力和滑块所需要的牵引力，，利用该约束反力曲线图，确定了连杆机构主要杆件的最大受力及相应位姿，并利用有限元分析软件ABAQUS对最大受力位姿下的构件进行了静力学分析，验证了其结构强度的可靠性；同时利用ABAQUS对翻板完全承受二级探测机器人重力时的起落架整体机构进行了静力学分析，验证了整个机构强度的可靠性。 在SolidWorks软件中建立了起落架机构的虚拟样机，并利用Motion子系统模块对该机构进行了运动仿真，得到了所需的驱动力矩和转速，并通过计算得到了所需的最大功率，为起落架驱动电机的选用提供了参考。
【关键词】：救援运载车 起落架 平面连杆机构 虚拟样机 运动学 动力学分析
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD774
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究动态及发展趋势8-12
• 1.2.1 煤矿救援机器人的国内外研究动态及发展趋势8-10
• 1.2.2 连杆机构分析的国内外研究动态及发展趋势10-12
• 1.3 研究内容和组织结构12-14
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 本文的组织结构13-14
• 2 运载车起落架结构设计14-20
• 2.1 起落架整体设计14
• 2.2 起落架连杆机构结构设计14-19
• 2.2.1 偏置曲柄滑块机构的尺寸计算15-16
• 2.2.2 双摇杆机构尺寸计算16-17
• 2.2.3 平面六连杆机构17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 3 起落架连杆机构运动学分析20-34
• 3.1 运动学分析20
• 3.2 起落架连杆机构运动学分析20-27
• 3.2.1 杆组 ABC 运动学分析21-23
• 3.2.2 杆组 BCD 运动学分析23-25
• 3.2.3 杆组 DEF 运动学分析25-27
• 3.3 起落架连杆机构运动仿真27-30
• 3.4 仿真结果30-33
• 3.4.1 Simout1-输出模块 1 输出结果30-31
• 3.4.2 Simout2-输出模块 2 输出结果31-32
• 3.4.3 Simout3-输出模块 3 输出结果32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 4 起落架连杆机构动力学分析34-46
• 4.1 杆组 DEF 动力学分析34-36
• 4.2 杆组 ABCD 动力学分析36-39
• 4.3 起落架连杆机构动力学仿真39-42
• 4.4 仿真结果42-45
• 4.4.1 Simout4-输出模块 4 输出结果42-43
• 4.4.2 Simout5-输出模块 5 仿真结果43-45
• 4.5 本章小结45-46
• 5 起落架机构静力学分析46-57
• 5.1 有限元理论46-47
• 5.2 运载车运行过程中，薄弱构件有限元分析47-51
• 5.2.1 杆 AB 强度校核48-49
• 5.2.2 杆 BCD 强度校核49-50
• 5.2.3 杆 DE 强度校核50-51
• 5.3 运载车整体结构静力学分析51-56
• 5.4 本章小结56-57
• 6 起落架虚拟样机的建立及分析57-63
• 6.1 虚拟样机技术57
• 6.2 起落架建模及仿真57-60
• 6.3 运动学仿真结果60
• 6.4 动力学仿真结果60-62
• 6.5 本章小结62-63
• 7 结论63-64
• 7.1 结论63
• 7.2 展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录68-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 邹慧君;虞红根;;用虚拟机构法求解平面高级杆组的位置问题[J];上海交通大学学报;1987年04期

2 郭铁桥;郭涛涛;方俊元;张磊;;基于SolidWorks的运输小车整体设计与结构分析[J];机械工程与自动化;2011年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 魏娟;煤矿救援机器人系统运载车关键技术研究[D];西安科技大学;2011年

本文编号：1041059