新型多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)相關(guān)性能分析及仿真.pdf

1、挖掘機(jī)作為一種典型的工程機(jī)械，廣泛應(yīng)用于農(nóng)田水利、建筑工程、礦山采掘等領(lǐng)域。目前，傳統(tǒng)的機(jī)械式挖掘機(jī)因其單一的自由度不能完成靈活的挖掘動(dòng)作;液壓式挖掘機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈活等優(yōu)點(diǎn)，但其液壓組件加工精度和裝配要求較高，且易發(fā)生漏油等問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)構(gòu)學(xué)不斷與多種學(xué)科交叉、滲透，產(chǎn)生了許多新的研究領(lǐng)域，其中，近年來與電子技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的可控機(jī)構(gòu)既可實(shí)現(xiàn)柔性輸出，又具有剛度高、慣量小、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對(duì)可控機(jī)構(gòu)開展

2、了很多研究工作，并獲得了一定成果，但結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用的機(jī)構(gòu)構(gòu)型研究還鮮見報(bào)道。
　　本文在分析挖掘機(jī)和可控機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將可控機(jī)構(gòu)理論應(yīng)用于挖掘機(jī)，設(shè)計(jì)出一種新型多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，針對(duì)該挖掘機(jī)構(gòu)先后做了結(jié)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)等方面的研究，并進(jìn)行了仿真分析，為該挖掘機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和推廣提供了理論依據(jù)。主要工作內(nèi)容如下:
　　運(yùn)用可控機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的相關(guān)理論和方法設(shè)計(jì)出一種新型多連桿可控挖掘機(jī)構(gòu)，對(duì)其結(jié)構(gòu)組成和工作原理

3、進(jìn)行分析，并利用約束螺旋理論計(jì)算該挖掘機(jī)構(gòu)的自由度。
　　根據(jù)挖掘機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，運(yùn)用閉環(huán)矢量法建立可控挖掘機(jī)構(gòu)位置分析的數(shù)學(xué)模型，分別求解出機(jī)構(gòu)的位置正解和位置逆解表達(dá)式，并對(duì)該機(jī)構(gòu)的位置正逆解進(jìn)行數(shù)值分析。
　　在機(jī)構(gòu)位置正逆解分析的基礎(chǔ)上，對(duì)可控挖掘機(jī)構(gòu)的速度、加速度進(jìn)行求解，得到該機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣和海森陣，分析機(jī)構(gòu)的奇異位形，根據(jù)隱函數(shù)存在定理求出工作空間的邊界條件。
　　在可控挖掘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分