伸缩臂式叉装车结构设计与工作性能研究

发布时间：2017-12-20 14:02

  本文关键词：伸缩臂式叉装车结构设计与工作性能研究　出处：《河北工程大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 结构设计 运动学分析 动力学分析 稳定性分析

【摘要】：本文主要针对伸缩臂式叉装车自动化、智能化的需求，对伸缩臂式叉装车进行结构设计并分析其工作性能。通过分析伸缩臂式叉装车和机器人化工程机械的国内外发展、研究现状以及伸缩臂式叉装车机器人化所需要的关键技术，将机器人技术引入伸缩臂式叉装车，设计伸缩臂式叉装车的车身及工作装置结构，运用机器人学的有关内容分析伸缩臂式叉装车的工作装置的运动学性能，并对工作装置进行工作空间空间的求解及运动学分析与仿真。运用牛顿-欧拉法构建工作装置的动力学模型，采用RecurDyn仿真分析变幅机构以及作业属具的动力学性能。最后，基于稳定比和稳定度分析整车的车辆稳定性。主要研究内容如下所示： （1）伸缩臂式叉装车的总体设计。首先，采用类比设计的方法，参考国内外同类型伸缩臂式叉装车机型，，设计出伸缩臂式叉装车的车身性能参数；其次，设计整车的底盘布局以及传动方式；最后，分析工作装置的重要性并设计伸缩臂装置的整体机构；分析伸缩臂的几何特性，构建出工作装置的平面连杆机构图；利用Pro/E软件和构建了工作装置的三维CAD模型。 （2）工作装置的运动学分析。以伸缩臂式叉装车工作装置为研究对象，运用D H法构建工作装置的多连杆坐标系并确定连杆参数，在此基础上求解工作装置的运动学方程，分别求解正解变换矩阵和逆解变换矩阵，并由此求解出速度雅克比矩阵；最后，运用蒙特卡洛法，利用求解出的运动学正解，求解工作空间；采用关节空间轨迹规划法对工作装置进行轨迹规划分析。 （3）工作装置的虚拟样机仿真。将Pro/E构建的工作装置三维CAD模型导入动力学仿真软件RecurDyn构建出工作装置的虚拟样机仿真模型，对工作装置进行运动学仿真并分析仿真的结果。 （4）工作装置的动力学分析。以工作装置的变幅机构和调平机构为研究对象，基于牛顿-欧拉法，通过求解各个构件的运动微分方程，组建作业属具和变幅机构的牛顿-欧拉方程组，然后结合组建成工作装置的动力学模型，分析了变幅机构和调平机构受力、扭矩与运动学参量的关系。采用RecurDyn软件构建工作装置的动力学仿真模型，仿真分析变幅机构和调平机构的动力学性能。 （5）伸缩臂式叉装车车身稳定性分析。首先，根据伸缩臂式叉装车的设计尺寸和理论力学的相关知识确定重心于后桥的水平距离和重心的垂直高度；然后，通过计算稳定比和稳定度来构建伸缩臂式叉装车的整机稳定性评价指标；最后，通过计算纵向极限倾覆角、纵向滑移角来分析伸缩臂式叉装车坡道运行时的纵向稳定性，通过计算叉装车坡道运行时的横向滑移角来分析伸缩臂式叉装车坡道运行时的横向稳定性。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH242

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本文编号：1312337