新型三自由度可控機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著科學技術(shù)的發(fā)展,機構(gòu)學的研究也發(fā)生重大變化,多種學科與機構(gòu)學交叉、補充、滲透,使得機構(gòu)學研究范圍和內(nèi)涵在不斷擴充。多自由度可控機構(gòu)是一種新型的廣義機構(gòu),具有靈活的輸出、強承載能力、高精度、運行速度快等特點。國內(nèi)外學者對可控機構(gòu)的研究工作已獲得了較多的成果,但其成果仍很分散,研究的內(nèi)容主要是單一可控機構(gòu)運動學特性,對可控機構(gòu)型綜合的研究較少,而針對工程實際應(yīng)用的機構(gòu)構(gòu)型研究則更為鮮見。
   現(xiàn)在的挖掘機主要有兩種類型,分別為

2、機械傳動式和液壓傳動式。傳統(tǒng)的單自由度機械式挖掘機所能完成的動作單一,許多動作不能實現(xiàn);液壓式挖掘機可以靈活地執(zhí)行各種工程動作,但又存在液壓系統(tǒng)零部件制造精度高、壽命短、漏油等缺陷。將多自由度可控機構(gòu)應(yīng)用于挖掘機,則這類可控的挖掘機不僅能克服精度低、功能單一、控制復(fù)雜的缺陷,而且具有剛性好、承載能力強、柔性好的特點。由于這類可控機構(gòu)的綜合研究還較少,本文從可控挖掘機構(gòu)角度對其展開型綜合,為其創(chuàng)新設(shè)計提供基礎(chǔ)。
   針對上述問題

3、,本文主要研究平面多自由度可控機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的相關(guān)理論和方法,并以工程機械中的挖掘機為結(jié)合點,針對挖掘機構(gòu)開展了以下主要工作:
   首先,針對已有的機械式可控挖掘機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析,將再生運動鏈法和胚圖插點法相結(jié)合,對機械式可控挖掘機構(gòu)進行創(chuàng)新設(shè)計。先將原始機構(gòu)按一般化原則獲得一般化運動鏈,再運用胚圖插點法獲得98種運動鏈,確定設(shè)計約束,將所得運動鏈進行特定化,得到65種可行再生運動鏈方案,接著進行運動鏈具體化,并去除掉現(xiàn)有機構(gòu),

4、獲得62種新型可控挖掘機構(gòu)。
   其次,選取62種新可控挖掘機構(gòu)的一種,建立該新型挖掘機構(gòu)的數(shù)學模型,利用螺旋理論計算機構(gòu)的自由度,根據(jù)閉環(huán)矢量法建立該機構(gòu)矢量方程,求解出機構(gòu)的運動學正解和運動學逆解,并對該機構(gòu)的正逆解進行數(shù)值分析。
   接著,在機構(gòu)的運動學正解和逆解基礎(chǔ)上,得到機構(gòu)的雅可比矩陣和海森陣,然后將拆分法和模塊法相結(jié)合分析機構(gòu)的奇異性,再應(yīng)用隱函數(shù)存在定理,分析機構(gòu)理論工作空間的邊界條件,并借助仿真分析

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