钻锚机钻臂动力学仿真分析

基于多体系统动力学理论,建立某型号钻锚机钻臂的动力学模型,应用LMS Virtual.Lab Motion多体动力学仿真模块对钻臂进行了钻进工况下的动力学仿真分析。将钻臂中的拖板作为钻臂多体系统中的柔性体进行了刚柔耦合仿真分析,得出拖板的应力变化规律,实现拖板结构的优化;应用LMS Virtual.Lab AMEsim液压仿真模块联合Motion中的多体动力学模型对钻臂进行机液耦合仿真分析,结果表明,在钻进工况下钻臂主、副给进油缸进出口压力与速度波动在合理范围之内;仿真环境中,钻锚机钻臂举升平稳,钻进正常。仿真分析有效评价了钻锚机钻臂系统动力学特性,为钻臂结构的优化设计提供了参考。     

液压碎石机械手的刚柔耦合动力学仿真分析

液压碎石机械手机械臂的柔性效应对零件的强度、液压缸的受力等都产生不可忽略的影响,因此有必要对其进行刚柔耦合分析。本文基于有限元分析软件Hyper Mesh、ANSYS和动力学分析软件ADAMS,建立了某液压碎石机械手的刚柔耦合模型,分析比较了不同制动加速度下惯性冲击对柔性化大臂的强度和液压缸受力的影响。仿真分析表明,该方法可实现对大型机械臂的刚柔耦合分析,为臂架系统的设计改进提供理论依据。     

地下铲运机动臂刚柔耦合动力学分析

介绍刚柔耦合动力学分析理论和方法,为地下铲运机工作装置的动力学特性研究提供可供借鉴的思路;运用动力学仿真软件ADAMS建立工作装置虚拟样机模型,完成对动臂的刚柔耦合动力学分析;确定动臂优化的方向并提供数据支持,提高设计质量和效率。     

锚杆机钻臂的刚柔耦合动力学特性分析

锚杆机属连采后配套设备,其钻臂在锚杆锚钻过程中受力易引起结构疲劳。针对该状况,根据多柔体分析理论,建立刚柔耦合模型,分别对多刚体系统和多柔体模型进行动力学分析,对比分析结构得出刚柔耦合方法的精确性,然后将动力学分析得到的柔性部件各节点载荷信息输入到有限元分析软件中,对钻臂关键受力部件进行应力、应变分布情况进行分析,得出连杆与托架铰接孔处存在应力集中,提出解决方案,并证明钻臂Ⅰ和钻臂Ⅱ在锚钻过程中受应力小于材料许用屈服强度。     

5种工况下AXERA T10型凿岩台车大臂疲劳寿命仿真

凿岩台车大臂在凿岩台车工作过程中受多种交变载荷作用,易造成大臂出现裂纹甚至断裂。以汤姆洛克AXERA T10型凿岩台车为研究对象,建立其钻臂三维模型以及钻臂刚柔耦合模型;在选定的5种极限位置工况下仿真得到大臂薄弱节点;对薄弱节点进行疲劳寿命分析,发现疲劳循环次数最小的节点出现在工况4下大臂支撑推进梁的俯仰液压缸铰孔边缘处,并计算得到疲劳寿命为3 067 h。该仿真分析为同类型凿岩台车的大臂设计提供了参考。     

煤炭采样机械臂刚柔耦合动力学建模与仿真分析

根据实际应用场景及动力学理论,可以将煤炭采样机械臂看做柔性臂,并且使用仿真软件ANSYS、ADAMS以及Pro/E综合建立刚柔耦合动力学模型和刚性模型,分别对2种模型进行仿真研究,并且对比仿真结果。研究表明,对煤炭采样机械臂来说,刚柔耦合模型更符合实际情况,本研究为未来对机械臂的分析与结构优化提供理论参考。     

基于RBF神经网络凿岩台车钻臂逆解分析

凿岩台车钻臂运动学逆解是钻臂轨迹规划的关键，采用人工神经网络是实现钻臂运动学逆解的有效途径。通过D-H法对钻臂进行正运动学分析，建立各级连杆坐标系，求解钻头位置相对于钻臂底座的位姿关系矩阵，基于蒙特卡洛法利用MATLAB计算出钻臂工作空间及掌子面覆盖范围，采用RBF神经网络逼近钻臂姿态与钻头位置的复杂映射关系，利用梯度下降法计算构建神经网络参数，完成钻臂逆解。结果表明：RBF神经网络计算转动关节角度最大误差为0.082°，误差均方根为0.007 2，最大误差占比为0.91%；伸缩关节位移最大误差为1.07 mm，误差均方根为0.083，最大误差占比为0.042%，能够较为精准地计算凿岩台车钻臂逆解，为规划钻臂轨迹实现自动化与智能化凿岩提供理论基础。     

基于刚柔耦合的采煤机截割臂的优化研究

针对基于刚柔耦合的采煤机截割臂的优化研究问题,为了解决刚体形式的动力学仿真和应力分析问题,利用挖煤机样机的刚柔耦合建模方法,提出了采煤机刚柔耦合系统的仿真优化问题,进行了采煤机摇臂结构的仿真分析,提出采煤机摇臂的模态分析和采煤机摇臂柔性体的应力分析,为采煤机截割臂优化设计提供了改革和创新的依据。     

基于刚柔耦合的掘进机截割臂动力学仿真研究

针对掘进机截割臂难以用刚体形式进行动力学仿真及应力应变分析的问题,基于刚柔耦合的系统建模与仿真技术,利用ANSYS和ADAMS软件对截割臂刚柔耦合系统进行了动力学仿真和应力应变分析。由运行结果得到了横向截割工况下截割臂真实的运动状态以及截割主轴的应力应变情况,从而为掘进机截割臂的优化设计提供了一定的理论基础和量化依据。     

掘进机机载钻孔机械手多体动力学分析

为研究机械手在钻孔工作过程中的动力学响应情况,建立机械手的刚柔耦合动力学数学方程,再以有限元法和多体动力学软件为基础,建立机载钻孔机械手的刚柔耦合动力学模型。以钻头工作过程中的随机工作阻力为载荷,研究伸缩臂的大刚度小变形与钻杆的小刚度大变形对机械手的动态性能的影响。通过对比仿真结果可知,钻杆、伸缩臂的柔性变形对钻头的运动精度影响很大,但其对钻头的速度、加速度影响相对较弱。研究结果表明,利用刚柔耦合模型,能够有效模拟机械手在钻孔过程中的动力学响应过程,为机械手的智能控制研究提供依据。     

自驱动关节臂坐标测量机误差分析与结构优化设计

为了满足自驱动关节臂测量机(AACMM)测量精度对结构设计的要求,通过分析测量机的结构和测量工作原理,确定了引起测量和定位误差的误差源,并对关键零部件进行设计和选型,在此基础上建立了三维样机。利用不同测量姿态下的测量机静态变形和不同运动测量速度、测量姿态下的刚柔耦合变形值来指导测量机结构优化设计。仿真实验结果表明,测量机静态变形误差最大值降至0.41 mm,重复定位精度达到0.01 mm,满足设计要求。     

硬岩隧道掘进多臂协同钻孔技术研究

为实现硬岩隧道掘进机械化施工,提高三臂凿岩台车应用于硬岩隧道掘进时的施工效率,对三臂凿岩台车钻孔定位精度、多臂协同钻孔路径优化进行了研究分析。首先,基于D-H法建立三臂凿岩台车运动学模型,通过蒙特卡洛法得到三臂凿岩台车的有效工作空间,采用RBF神经网络算法实现钻臂钻孔的精确定位;其次,以钻臂末端移动距离最短和钻臂运动过程中各关节变量之和最小作为优化目标,提出一种改进遗传算法对三臂凿岩台车进行孔序优化,并与蚁群优化算法和自适应遗传算法两种现有孔序规划算法进行对比;最后,以两种不同方案钻孔顺序和所划分工作空间对多钻臂协同钻孔碰撞干涉进行仿真数值模拟分析。数值模拟结果表明：(1)3个钻臂的钻孔定位误差最大为2.94 mm,误差控制在3%以内;(2)与两种现有孔序规划算法相比,以钻臂末端移动距离最短作为优化目标时,3个钻臂末端行驶的总距离分别缩短了5.39 m和10.84 m,以关节变量之和最小作为优化目标时,3个钻臂的各关节变量之和分别减少了2.76 rad、5.34 rad;(3)以最短距离所得钻孔顺序进行钻孔作业时,中间钻臂与左右钻臂之间最短距离分别为984.6、580.8 mm,各钻臂...     

基于MATLAB的钻臂垂直工作轨迹分析

使用SolidWorks软件建立了D7型全液压露天凿岩钻车钻臂的三维模型,采用机器人D-H理论与方法,对钻臂的垂直工作轨迹进行分析,将其工作轨迹划分为7个过程,得到每个过程的限制条件,并列出方程。使用MATLAB对方程解析,绘制轨迹曲线,并分析其曲线特性。该方法对了解钻臂的工作范围和危险区域有良好的理论指导价值。     

掘进机钻臂系统动力学仿真分析

掘进机钻臂系统通常集成在掘进机机身两侧,用于掘进后及时对巷道进行支护。针对掘进机钻臂系统受力计算较复杂的问题,采用动力学仿真软件建立了掘进机钻臂系统多刚体动力学模型,对钻臂在不同位姿下进行锚钻作业时各关节的动力学特性进行分析,并得出结果。     

WYD260矿用液压挖掘机工作装置强度分析与轻量化设计

为减轻WYD260矿用液压挖掘机工作装置质量,采用多体动力学方法,建立了工作装置刚柔耦合模型,分析了工作装置各位置斗杆液压缸挖掘力、铲斗液压缸挖掘力及工作装置强度,在斗杆液压缸最大挖掘力位置,工作装置动臂、斗杆静态应力最大。采用离散元方法,建立了矿山岩石离散元模型,分析了斗杆挖掘工况铲斗的动态挖掘阻力,并分析了工作装置挖掘、举升、回转过程中动臂、斗杆的受力与应力,得到了斗杆最大动态应力与工作装置位置的关系。对比斗杆静态最大应力、动态最大应力,认为最大应力对应的斗杆受力为斗杆最大外载荷。采用有限元拓扑优化方法,施加斗杆最大外载荷,对斗杆进行了结构优化,使斗杆质量减轻了2.3 t。研究结果表明,通过工作装置结构强度分析与拓扑优化方法,能够达到工作装置轻量化设计的目的。     

基于ADAMS装载机工作装置的仿真分析

通过在ADAMS软件中对装载机工作装置进行仿真分析,模拟出工作装置在插入工况、铲装工况、举升工况和高位卸载工况4种典型工况下的动作过程,通过运动学和动力学仿真,得到了铲斗位移变化曲线和动臂速度变化曲线,实现了铲斗高位卸载时达到3 500 mm的最高位置。在整个过程中,举升油缸和转斗油缸受力平稳,没有冲击作用,基本符合实际工况的要求,实现了满装卸净、动作平稳的要求,为装载机的实际运行提供理论参考。     

基于刚柔耦合模型的双螺杆压缩机动力学特性分析

针对双螺杆压缩机工作过程中振动剧烈以及噪声问题,基于模态叠加法建立螺杆转子的刚柔耦合模型,通过柔性化理论以及碰撞理论对螺杆转子进行动力学分析。得到转子变形、应力、啮合力以及转子质心的变化规律,对转子结构设计优化有一定参考价值。     

三节臂挖掘机铲斗齿尖的运动学仿真分析

为了研究三节臂挖掘机铲斗齿尖运动轨迹,通过运用D-H法,对三节臂挖掘机铲斗齿尖进行运动学分析;在运动学分析的基础上,以某17t三节臂挖掘机为研究对象,运用MATLAB建立挖掘机模型,绘制挖掘包络图,同时采用SolidWorks建立挖掘机虚拟样机模型,获得铲斗齿尖的位移曲线及主要作业参数,并与实体挖掘机主要作业参数进行对比。仿真结果表明,两仿真值与实际样本值基本符合,SolidWorks仿真值比MATLAB仿真值误差更小。该运动学仿真分析为挖掘机创新设计及挖掘机铲斗齿尖的运动轨迹规划提供了理论支持。     

带式输送机液压调偏托辊装置的仿真研究

针对当前带式输送机在运输过程中存在的跑偏问题,提出了一种带式输送机液压调偏托辊装置,介绍了该调偏装置的结构组成和工作原理,利用软件SolidWorks2010建立该装置的三维实体模型,运用ANSYS建立输送带的柔性体,将其导入到ADAMS2010动力学仿真软件中对刚柔耦合模型进行运动学仿真分析。     

锚杆钻车钻臂工作空间分析及仿真

钻臂的工作空间是衡量钻臂运动能力的一个重要指标。应用D-H法对钻臂进行正运动学分析,并建立钻臂连杆各关节坐标系。基于设计的连杆参数及变量范围,建立钻杆相对于钻臂基座的位姿矩阵。基于蒙特卡洛法分析,利用MATLAB仿真出钻臂工作空间及覆盖面积,通过Robotic toolbox工具对运动学结果进行验证,为后续钻孔规划及结构改进提供基础。