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  • 【论文】 一种正铲液压挖掘机工作机构的仿真分析

    作者:王正坤 关键词:正铲液压挖掘机 ; 运动学 ; 静力学 ; 动力学 ; 虚拟样机 机构:燕山大学 ; 燕山大学 年份:2016
    摘要:挖掘机械是工程建筑机械的主要机种之一,在工业、建筑、开矿等众多领域中都有着非常重要的作用。随着国民经济的快速发展,大型正铲液压挖掘机的需求量越来越大,对其研究也越来越广泛。相比国外而言,国内对其技术研究还比较少,国内想发展大型正铲液压挖掘机还受国外知识产权的限制。本文基于运动链拓扑图图谱数据库中优选出的一种12杆3自由度的工作装置构型,分别对其进行运动学、静力学、动力学等方面的研究,使其尽快投入到实际应用中。首先基于D-H法对挖掘机工作装置建立运动学模型,在给定的相关数据的情况下对其进行了运动学求解,并分别对其运动学正解、运动学逆解、工作空间、典型挖掘作业以及机构及其构件的速度、加速度进行了相关分析。然后建立了工作装置及其各构件的静力学模型,并进行了受力分析。运用Ansys软件分析了工作装置在危险状态下主要构件的静态强度。接着建立工作液压缸挖掘力和整机挖掘力的理论方程并进行了求解与分析,绘制了挖掘图谱。最后对工作装置建立了动力学模型并进行了分析以及引入了虚拟样机技术,将挖掘机三维模型导入到虚拟样机分析软件Adams中并对其进行了动力学仿真分析,输出了相应的关系仿真曲线。
  • 【论文】 正铲挖掘装置运动分析及控制系统研究

    作者:聂保珍 关键词:正铲液压挖掘机 ; 运动学 ; 模糊自适应PID ; 模糊线性控制 机构:燕山大学 ; 燕山大学 年份:2017
    摘要:随着工业的发展,挖掘机的市场需求量在不断增加,对挖掘工作装置产品的性能要求也在不断的增加。国内的挖掘机目前在市场的占有率比较高,但是产品性能以及一些产品技术方面相比国外挖掘机发展较早的国家还是有一定的差距。如何优化挖掘工作装置构型,提高挖掘装置的工作效率,减少挖掘工作装置的故障率是非常必要的。本文对一种新型的挖掘工作装置进行分析,研究及仿真。该装置能够较好的实现水平推压及提升,由于三角摇板的存在,能够一定程度地增加铲斗的推压力以及破碎力。本文通过理论研究以及虚拟样机仿真相结合的方法对机构进行分析。基于D-H法确定机构的关节空间,结合正铲液压挖掘机机构的4个基本环路,建立了挖掘机机构的运动学模型。利用MATLAB仿真软件对建立好的运动数学模型进行仿真得到理论仿真结果,再利用SolidWorks及Adams软件对工作装置进行三维建模及仿真,将得到的仿真数据进行对比,验证运动学模型的正确性。基于拉格朗日动力学方程,对机构动力学进行计算,得到工作装置的关节驱动力与关节空间以及驱动空间之间的关系。另外,本文以铲斗液压缸为例,对液压系统进行建模,仿真及分析。采用传统PID控制算法、模糊控制算法、模糊自适应PID算法分别对液压系统进行优化,并对比几种控制算法的有效性。最后根据液压系统特性,设计使用模糊线性控制算法,对整个液压系统进行优化,使机构具有良好的铲斗位姿跟踪性能。通过对该新型挖掘工作装置的工作参数进行分析,证明此构型的有效性。并通过对工作装置的运动学,动力学以及液压系统进行分析,进一步对工作装置的性能进行分析。通过对机构液压系统进行仿真及分析,在进一步分析机构性能的同时,设计控制器对机构的液压系统进行优化。
  • 【论文】 新型正铲挖掘装置动力学分析与控制系统设计

    作者:王成龙 关键词:正铲液压挖掘机 ; 运动学建模 ; 动力学建模 ; PID控制器 ; 轨迹跟踪 机构:燕山大学 ; 燕山大学 年份:2016
    摘要:随着近几年国民经济的飞速发展,越来越多的道路交通项目、水利水电工程项目投入建设,它们都离不开工程机械的支持。因此人们对大型正铲液压挖掘机的需求越来越迫切,以及对挖掘机自动化和智能化控制技术的研究越来越重视。然而,有关正铲液压挖掘机技术的研究资料在国内比较匮乏,且挖掘机构型比较单一,再加上国外挖掘机技术的长期垄断,严重阻碍了我国挖掘机行业的发展。本文提出了一种新型正铲液压工作装置,对机构构型进行了创新,并对新机构进行了以下几个方面的研究:基于运动链环路理论,建立了新型正铲液压挖掘机运行学模型,对运动学模型进行了仿真分析及验证工作。运用拉格朗日方程和力矩平衡原理建立了新机构关节力矩和驱动力的关系,从而建立了动力学模型,通过Matlab对挖掘机挖掘过程三组液压缸的驱动力变化曲线进行了仿真分析。将在SolidWorks中建立的机构的三维模型导入到动力学分析软件ADAMS中,完成新机构的虚拟样机模型,并进行了动力学仿真分析及验证。最后对新型液压挖掘机动臂,斗杆,铲斗的控制系统进行建模仿真,并对比分析了控制系统加入PID控制器前后的响应效果,以及对铲斗轨迹跟踪控制进行了仿真研究。
  • 【论文】 新型正铲挖掘机工作装置的动态特性分析

    作者:孙玉玉 关键词:正铲液压挖掘机 ; 动态特性 ; 挖掘图谱 ; Kane-Huston法 ; 动力学分析 ; 刚柔耦合 机构:燕山大学 ; 燕山大学 年份:2016
    摘要:正铲液压挖掘机以其承载能力大,作业效率高等优点,广泛应用于工业和民用建筑、交通建设、基础设施建设。它的运动性能、挖掘力的发挥状况、动力学性能、使用寿命都会影响作业进度和成本。挖掘机的工作装置作为完成挖掘、提升和装载任务的核心部件,它的结构特点决定着挖掘机的工作性能,因此对挖掘机工作装置进行动态特性研究十分重要。国内对正铲工作装置构型的研究较少,缺乏自主知识产权的构型。因此,本文基于一种新型的正铲液压挖掘机工作装置,对其进行了动态特性分析。本文首先基于D-H法进行了运动学求解,得到位置正反解,速度和加速度的正解,并对工作装置的运动性能做了综合的研究。进行了液压缸理论挖掘力和整机理论挖掘力分析,运用图谱叠加法绘制了挖掘图谱。通过经验公式计算了挖掘阻力,并对其方向进行研究。然后运用Kane-Huston法对新型正铲液压挖掘机的工作装置进行动力学分析,并绘制三组驱动缸完成一个典型挖掘、提升过程的驱动力变化曲线。通过虚拟样机软件ADAMS对工作装置进行了动力学仿真,并与Kane-Huston法计算结果进行对比、验证。最后采用ADAMS和ANSYS的联合仿真技术,建立新型正铲液压挖掘机工作装置的刚柔耦合模型,并分析了在一个典型的挖掘、提升过程下工作装置的动态强度和有冲击载荷挖掘条件下工作装置的动态强度。
  • 【期刊】 正铲液压挖掘装置的运动学分析与仿真

    刊名:煤矿机械 作者:冯志友 ; 刘健 关键词:正铲挖掘装置 ; 运动学分析 ; D-H法 ; 实体建模 ; ADAMS仿真 机构:天津工业大学机械工程学院 ; 天津工业大学机械工程学院 ; 天津市现代机电装备技术重点实验室 年份:2015
    摘要:对一种正铲液压挖掘装置进行运动学分析,运用D-H法对该机构进行运动学数学建模,并据此计算挖掘装置的主要工作尺寸。利用Solid Works对机构进行实体建模,简化后导入ADAMS仿真软件,对挖掘装置进行运动学仿真,得到挖掘装置的挖掘轨迹包络图及工作参数。
  • 【期刊】 强力三角结构液压正铲挖掘机的力学分析

    刊名:煤矿机械 作者:朱丹丹 ; 曹宇 关键词:D-H法 ; 正铲挖掘机 ; 强力三角 ; 水平提升 机构:燕山大学电气工程学院 ; 燕山大学电气工程学院 ; 燕山大学机械工程学院 年份:2015
    摘要:通过D-H法建模对强力三角结构液压正铲挖掘机进行运动学分析,然后建立力学模型对其限制力进行分析。利用Matlab软件对强力三角结构液压正铲挖掘机挖掘过程中的水平推铲和水平提升两个过程进行模拟,并完成挖掘包络图和挖掘图谱的绘制。
  • 【期刊】 大型矿用正铲式挖掘机的智能化维护应用研究

    刊名:南方农机 作者:张哲 关键词:矿用正铲式挖掘机 ; 设备维护 ; 智能化 机构:太原重工股份有限公司 ; 太原重工股份有限公司 年份:2019
    摘要:大型矿用正铲式挖掘机广泛应用于露天开采作业中,经济效益巨大。做好相关设备的维护保养对提升挖掘机的工作效率至关重要。文章将智能化技术引入矿用正铲式挖掘机的设备维护中,对减少日常维护工作以及提升挖掘机的工作效率具有极其重要的意义。
  • 【期刊】 一种实现正铲挖掘机平推功能的液压系统设计

    刊名:建筑机械 作者:胡义 ; 秦家升 ; 费树辉 ; 史继江 ; 吕建森 ; 李寿鹏 关键词:挖掘机 ; 平推 ; 流量再生 机构:徐工集团挖掘机事业部 ; 徐工集团挖掘机事业部 年份:2017
    摘要:介绍了正铲挖掘机平推功能的实现方法,设计了一种实现一键平推功能的液压系统,挖掘机操作手只需按下操作按钮,就可实现一键平推的操作。根据流量再生阀的工作特性,利用斗杆主动伸出,动臂随动下降的方式,使机构形成一个类平行四边形的结构,完成正铲挖掘机的平推操作功能。
  • 【期刊】 焊接机器人在正铲式挖掘机焊接中的应用研究

    刊名:南方农机 作者:王嘉祺 关键词:焊接 ; 正铲式挖掘机 ; 生产质量 ; 生产效率 机构:太原重工股份有限公司 ; 太原重工股份有限公司 年份:2019
    摘要:焊接是正铲式挖掘机生产中的一道重要工序。焊接生产中,由于受焊工技能的影响,导致焊件性能不一。文章将焊接机器人引入正铲式挖掘机,对于提升挖掘机生产厂商的生产质量与生产效率具有极其重要的作用。
  • 【期刊】 大型正铲挖掘机工作装置液压系统仿真及试验

    刊名:中国公路学报 作者:王永进 ; 权龙 ; 杨敬 ; 李光 ; 吕晓林 关键词:机械工程 ; 大型正铲挖掘机 ; 试验研究 ; 仿真分析 ; 液压系统 ; 工作装置 机构:太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室 ; 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室 ; 太原重工股份有限公司技术中心 年份:2016
    摘要:针对大型液压挖掘机液压控制技术研究的不足,设计了大型正铲挖掘机液压系统控制方案,建立了大型正铲挖掘机的数学模型,对挖掘机的挖掘阻力进行了分析。采用ADAMS软件建立了挖掘机工作装置的仿真模型,利用AMESim软件建立了挖掘机液压控制系统的仿真模型,用这2种软件对动臂及斗杆液压缸在1个工作循环内的压力、速度及位移变化进行了联合仿真分析,并对液压挖掘机进行了试验研究。结果表明:所设计的液压控制系统可以满足动臂与斗杆复合动作时的压力及速度要求,验证了所提出的大型正铲挖掘机液压控制方案的正确性。
  • 【期刊】 新型正铲液压挖掘机动力学建模与控制器设计

    刊名:煤炭技术 作者:王成龙 ; 孙劲松 ; 韩磊 关键词:正铲挖掘机 ; 动力学 ; MATLAB仿真 ; PID 机构:燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室 ; 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室 ; 武汉中地大资产经营有限公司 ; 中国地质大学机电学院 年份:2016
    摘要:提出了一种3自由度的多连杆矿用正铲液压挖掘机机构,对该挖掘机的动力学进行了建模,基于MATLAB平台对推导得到的动力学数学模型进行仿真,结果显示与传统挖掘机相比挖掘力有了显著提高。同时,设计了一种针对该挖掘机的PID控制器,仿真结果显示该控制器可以实现挖掘机位姿准确定位和具有较好的控制效果,符合实际挖掘工作的需要。
  • 【专利】 一种新型正铲铲斗清淤泥孔结构

    作者:历娜 ; 马瑞永 ; 杨裕丰 ; 丁跃进 ; 李志鹏 ; 王全永 ; 王存珍 ; 朱金孟 年份:2017
    摘要:本实用新型一种新型正铲铲斗清淤泥孔结构,包括设置于斗后箱体上的斗后封板,斗后封板上开有螺栓固定孔,斗后封板底部开有与斗后箱体内部相通的清淤泥孔,清淤泥孔上盖有与其相适配的盖板,盖板上开有与螺栓固定孔同心的螺栓孔,螺栓固定孔与螺栓孔均为通孔,斗后封板朝向斗后箱体的一面焊接有焊接螺母并形成一个整体,盖板通过贯穿螺栓固定孔和螺栓孔的螺栓拆卸式安装于斗后封板背向斗后箱体的一面。本实用新型提供的新型正铲铲斗清淤泥孔结构,在正铲铲斗的斗后封板上开有清淤泥孔,清淤泥孔上盖有可拆卸式的盖板,能够随时清除斗后箱体内的淤泥或其他杂质,延长装置的使用寿命并提高工作效率,结构简单,制造方便,实用价值高,应用前景广阔。
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