旋转摆振钻孔救援属具原理样机与动力学研究

发布时间：2020-07-21 12:16

【摘要】：随着我国大中城市的快速发展,高层建筑越来越多,因地震而引发城市直下式坍塌灾害的可能性也越来越大。为了应对该类危急,中国地震应急搜救中心提出了发展低扰动破拆救援装备的技术需求。为此,本文在课题组前期开发的低噪声特种破拆救援装备的基础上,提出了一种用于在钢筋混凝土墙上加工救援或逃生通道的低扰动扭振薄壁钻,并对其加工性能进行了仿真和实验研究。本文的主要工作包括如下三个方面。一、以课题组研发的两自由度操作平台为基础,利用双电机自同步原理完成了扭振薄壁钻的原理样机设计,对关键零件进行了有限元分析并加以改进以满足系统工作频率的要求,对三相异步电动机进行了选型计算。二、通过理论建模计算,对双电机满足自同步的条件进行了分析,并用样机进行了验证,发现只有当电机转速高于某一速度(对应30Hz)之后,才能实现同步。此区域恰与惯性激振(激振频率大约为系统固有频率的3~5倍)的工作频段一致。三、分别利用ADAMS多体动力学软件和LMS振动测试系统对样机进行了虚拟仿真与实验研究,进一步确定了系统在工作范围内,能够提供设计要求的扭转振动切削。对比仿真分析与实验测试的结果,分析两者基本吻合。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P315.9;TP391.9
【图文】：

废墟,挖掘机,救援装备,大型机械

旋转摆振钻孔救援属具原理样机与动力学研究外研究现状及发展趋势救援装备的现状及发展年地震救援的实例来看，大型工程机械如挖掘机、推土机、装援不可或缺的重要工具。然而，通用大型工程机械设备在地震有严重的局限性。如:挖掘机在地震中主要功能是清理道路，路;起重机在救援现场，多用于起吊地震废墟大型构筑物，也机前方装有大型的金属推土刀，地震发生后，主要用以清除整场地。将这些通用大型机械装备直接用于地震废墟救援和振动，特别容易造成地震废墟的二次坍塌从而造成对幸存造成死亡。在如图 1.1 的地震救援现场，真正能够直接辅助械装备还不多见[4]。

双臂,工程机械,挖掘机,阶段

图 1.2 双臂挖掘机内大型专用救援工程机械装备还处于研发试用阶段，没有能力。发大型灾害事故的救援来看，使用了一些安全性高、功率程机械装备。如适应多种救援现场环境、具有多功能的美装载机，具有重机、高空作业平台、物料处理、物料搬运 Terex 多功能综合作业车，美国卡特彼勒公司生产的系，在地震救援中发挥了重大作用[6]。们的邻国日本，由于处在环太平洋地震带上，地震多发的阪神大地震，人员伤亡和财产损失严重。因此日本在震投入了很多研究。在地震救援专用大型设备的研制方面其是将机器人技术应用于地震救援实际中，如 Tmsuk 机研制的救援机器人“T-53 Enryu"，具有两个机械臂，可务，并配备给了北九州市消防部门，日立公司研制了大型，双臂配合可进行复杂的作业，如剪切、拖曳[5]如图 1.3

工程机械,救援设备,后期维护,采购成本

图 1.3 双臂工程机械 ASTACO，俄罗斯和德国也有公司研发装载在工程机械的救援设备，但是都装备，因此存在采购成本高，后期维护修理困难的问题。次地震救援大型工程机械参与的方面来看，主要有以下技术缺陷通用大型工程机械装备是为经济生产建设而制造的，主要用于桥建筑工程和工农业生产等领域。在灾害抢险救援中主要用于道路疏、大型建筑构筑物的破拆、搬运吊装和障碍清除等作业，在营救压严重破坏的建筑物下的幸存者时，强大的振动力往往易造成二次严重的人员伤害，使它无法有效地靠近埋压人员直接实施生命救情况下要靠救援队员们用手撑、顶、剪、拆，才能把幸存者安全救限于应用领域，面对大型倒塌废墟下埋压人员，目前通用大型工为单一，在破拆、剪切、支撑、顶升、凿钻等作业精确度、稳定性业功能和作业模式等方面都远不能满足对人员生命营救的需要。地震巨灾往往造成道路桥梁中断，地震发生后长距离将通用大型装备运送到地震灾区极其困难，难以做到在黄金 72 小时内投入生

【参考文献】