厢式垃圾车举升机构动力学分析及控制系统开发

发布时间：2020-09-09 13:04

　　我国城市生活垃圾产生量随着经济社会的发展、城市人口的增长以及人民生活水平的提高呈现出逐年上升的态势,对其随意放置或是处理不当而导致的环境污染问题层出不穷,严重影响了人们的生活质量以及城市市容市貌的建设与维护工作。如果不尽快采取行之有效的管理措施,大量的城市生活垃圾将会对生态环境造成更加恶劣的影响,甚至会阻碍经济发展。作为我国使用较为普遍的环卫车辆之一,厢式垃圾车在环境保护方面发挥着不小的作用。而厢式垃圾车的核心部件—举升机构,其优劣直接影响着厢式垃圾车的整车性能,其控制系统的地位更是举足轻重。但我国相关企业的生产规模和产量都很小,技术也较为落后,大部分是引进国外产品。所以,为了促进国产厢式垃圾车行业的发展壮大,开发出自动化程度更高的举升机构及其控制系统很有必要。首先,本文分析了常见举升机构类型的优缺点,选择油缸后推连杆组合式举升机构即D式(或称加伍德式)举升机构作为研究对象,介绍了其工作原理并确定了相关结构参数,利用相关理论知识建立了D式举升机构的数学模型,对其运动特性和主要部件的受力情况进行了计算分析。其次,本文利用动力学仿真分析软件SIMPACK进行了D式举升机构动力学模型的建模仿真,将动力学分析结果与举升机构举升性能的主要评价指标进行了比较,针对不合理之处进行了结构优化,使其满足设计要求。然后,本文对D式举升机构控制系统需要实现的功能进行了分析研究,制定了举升机构控制系统总体方案,选择了意法半导体公司推出的一款功耗低、性价比高且便于开发的32位互联网型和以太网型微控制器STM32F107VCT6为主控芯片,分模块进行了电路设计。接下来,本文同样分模块进行了控制系统的软件开发,编写了相关的程序控制代码并进行函数封装得到子程序,最后用主程序调用各个模块子程序的方式完成了整个软件结构的设计。最后,本文通过模拟实验来验证举升机构控制系统的设计是否达到应该具备的性能要求,实验结果表明:本文开发的控制系统达到了预期目标。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU993
【部分图文】：

自卸式,垃圾车

重庆交通大学硕士学位论文辆[3]，如图 1-2 所示。除此之外，2016 年上半年我国自卸车总销量为 6052 辆，但到了 2017 年上半年就达到了 12467 辆，同比增长了 106%。由此可见，虽然与压缩式垃圾车以及车厢可卸式垃圾车相比，自卸式垃圾车存在一些缺点，但在市场上还是具有一定的地位。

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举升机构的工作原理构升机构的结构及工作原理如图 2-1 所示，该机构举升机构主杆（DB）、液压缸（DC）、活塞、底座及车厢组成。后支点 O 为坐标原点建立坐标系，x 轴和 y 轴方向以图 2-三角臂与拉杆、液压缸活塞杆端、车厢分别铰接于C 点、缸下支点和底座铰接于 D 点，车厢与底架固结于 O 点。A机构处于初始状态时，三角臂三个顶点的位置和液压缸下是 D 式举升机构举升至任意角度 θ 时，三角臂三个顶点作原理压油从油泵输出后，通过分配阀进入油缸下腔，推动活塞 C 点，此时连杆机构通过拉杆在三角臂 B 点产生拉力，使的作用下推动车厢绕后翻转轴（O 点）转动，车厢内的生至一定角度时自行倒出。

【参考文献】