液压挖掘机工作装置的建模与运动学仿真

利用NX三维仿真软件对液压挖掘机反铲工作装置进行了建模和装配,分析了挖掘机工作装置运动过程中铲斗斗齿尖各工况位置,并对其进行了运动学仿真,得到了铲斗斗齿尖追踪轨迹图和位移曲线图等。     

基于AMESim的挖掘机平地性能仿真分析

针对无法量化评价液压挖掘机平地性能优劣的问题,该文理论分析了挖掘机平地工作原理,根据各个工作装置之间铰接点的关系,推导出了铲斗斗尖距离动臂后支座铰接点的高度和动臂、斗杆液压缸位移之间的公式.结合实际采集的各工作装置液压缸的位移信号,利用仿真软件分析了挖掘机的平地性能,结合仿真出的铲斗斗尖运动轨迹可以量化评价挖掘机平地性...     

基于Pro/E的液压挖掘机工作装置运动仿真

工作装置是液压挖掘机的重要组成部分。为研究工作装置在挖掘机整个作业循环时间里的运动情况,运用Pro/E软件的运动仿真模块对挖掘机工作装置进行运动仿真,获得铲斗斗尖部位的速度、加速度、位置与时间的关系,并绘制出铲斗斗尖在整个挖掘作业循环时间里的运动包络曲线。结果表明该方法简单、可靠,为挖掘机整机设计及性能评估提供一定的理论依据。     

D-H坐标系下挖掘机工作装置运动学建模与仿真

应用机器人运动学求解常用的D-H法建立挖掘机工作装置4自由度运动学数学模型,分析了挖掘机工作装置运动过程中铲斗齿尖位移、速度、加速度与空间位置的运动关系。在此基础上采用Pro/E和大型有限元软件ADAMS建立挖掘机工作装置虚拟样机模型。对挖掘机工作装置进行了运动学仿真,得到了铲斗齿尖位移、速度、加速度动态曲线,并对动态曲线进行了分析,验证了运动学模型的正确性。这种方法简化了解析计算,同时求得的解具有使用性和代表性,对挖掘机工作装置的设计具有普遍的适用意义。     

基于正铲液压挖掘机挖掘轨迹的机构运动学分析

通过将坐标变换的矩阵法引入到挖掘机工作装王的运动学分析当中,运用作图法.深入地研究了正铲液压挖掘机工作装王各运动部件的运动关系.通过建立基于坐标的矩阵变换的各运动部件的文学模型,得到了铲斗齿关于动臂缸、斗杆缸以及铲斗缸的函数关系式.揭示了铲斗运动轨迹与各运动缸的运动关系.为正铲液压挖掘机的自动控制、整机优化等提供了理论基础.     

TZJ24型装载机工作装置的作业工况构建与分析

虚拟样机仿真技术在铲装运机械领域得到广泛应用,基于TZJ24型号装载机的三维模型,利用ADAMS/View模块构建工作装置在顺序动作和复合动作两种典型作业工况下的虚拟样机仿真模型。由顺序动作下的运动学仿真,得到了斗齿运动轨迹图、齿尖位移和挖掘半径曲线图,获得主要工作性能参数。由作业终端实时工况载荷作用下的工作装置复合动力学仿真分析,得到了各驱动液压缸的动力需求情况,以及工作装置铰接点约束反力,为铲运工作臂结构的可行性分析与优化设计提供重要依据。     

基于运动学分析的挖掘机器人轨迹规划新方法

基于D-H位移矩阵法、工作装置的变量空间模型和三角函数关系对液压挖掘机工作装置的运动学模型进行了深入的分析研究,推导出各变量空间相互转换的通用表达式.对传统的挖掘机器人轨迹规划方法进行分析,研究液压挖掘机实际作业的特点和需要,提出了模糊速度的概念.进一步提出一种基于控制信号实时生成的挖掘机     

挖掘机器人自主挖掘轨迹规划方法

以某型液压挖掘机工作装置为研究对象,以挖掘机在复杂的水下环境中自主挖掘作业,工作装置运动轨迹光滑连续、振动冲击小为目标,在其操作空间和关节空间进行轨迹规划方法研究。设置挖掘机铲斗末端运动轨迹路径点,在操作空间对选取的关键路径点采用曲线样条插值法规划挖掘路径。在关节空间利用分段变阶多项式曲线和5次非均匀有理B样条曲线运动特征建立关节空间运动特征到操作空间运动特征的映射关系。在运动轨迹控制点位置及运动时间相同的条件下,对两种轨迹规划方法进行仿真,分析挖掘机各个工作装置关节角度、角速度和角加速度等运动特征。仿真和试验结果表明,5次非均匀有理B样条运动规律的轨迹规划方法能够减少挖掘机自主挖掘过程中的振动,实现挖掘轨迹的平稳连续。     

挖掘机铲斗斗齿座焊接工艺

<正>挖掘机连续在恶劣工况下作业时铲斗承受巨大的作用力,这不仅会造成铲斗斗齿座磨损加快,还极易导致斗齿座焊缝开焊、斗齿座断裂等故障。斗齿座断裂如图1所示。铲斗斗齿座和主刃板材质为难以焊接的特种合金钢,焊接过程中难以采取有效的加热保温措施。焊后焊缝周边母材若出现淬硬现象,将导致焊缝强度下降,增加了焊缝开裂的风险。为防止斗齿座焊接产生裂缝,本文介绍一种斗齿座焊接工艺。     

液压挖掘机轨迹规划及运动仿真

运用D-H(denavit-hartenberg)矩阵法对液压挖掘机工作装置进行正、逆运动学分析,得出挖掘机驱动机构空间、关节空间以及铲斗位姿空间的关系。运用Robotics Toolbox建立挖掘机工作装置运动学仿真模型并进行点到点轨迹规化和运动学仿真,得出动臂关节、斗杆关节和铲斗关节角度以及铲斗末端位姿随时间的变化,再通过逆运动学求解出液压油缸的位置。检验了该型号挖掘机作业空间和各杆件运动参数的合理性,为挖掘机运动仿真提供了一种简便的方法,并为挖掘机的自主挖掘研究奠定了运动学基础。     

基于多传感器融合的工程机械智能施工系统研究

为进一步推动工程机械智能化施工进程,选取反铲液压挖掘机进行工程机械智能施工系统研究。首先,在挖掘机上安装MEMS倾角仪与GNSS定位定向装置,实现挖掘机动作、工作位置的实时监测;然后,提出铲齿三维坐标的推算算法,使用Solid Works和3D Max软件对挖掘机建模并在Qt+Open GL环境下实现模型显示;最后,利用CAN总线实时传输监测数据,实现施工现场挖掘机动作与模型动作同步。经过实车测试,智能施工系统满足工程机械施工精度要求。该系统将传感器技术、计算机技术与工程机械相结合,改变传统工程机械的施工方式,优化施工流程,加快工程机械的智能施工进程。     

WK-55型电传动挖掘机铲斗斗栓插座修复工艺

正1台WK-55型电传动挖掘机经多年使用后,其铲斗斗栓插座因严重磨损而开裂,无法继续工作,影响铲装效率。为修复铲斗斗栓插座,我们机修铆焊班制定并实施了焊接工艺,圆满完成了修复任务。1.开裂原因分析分析认为,造成铲斗斗栓插座开裂的原因有以下4个方面:一是操作不当。该电铲长期满载运行,铲斗铲装岩石时,经常与卡车车箱碰撞,导致铲斗斗底开裂。     

基于蒙特卡洛法的挖掘机反铲装置作业空间分析与仿真

根据挖掘机反铲装置作业情况,对挖掘机作业空间进行了有效的描述.应用矩阵理论和机器人运动学理论,建立了挖掘机反铲装置的运动学模型,并推导出反铲装置斗齿尖的参数方程.同时,提出采用蒙特卡洛法求解挖掘机反铲装置的作业空间.在MATLAB中,编写了基于蒙特卡洛法挖掘机反铲装置的作业空间仿真程序,直观地模拟了挖掘机的作业空间,仿真结果与采用虚拟样机技术在ADAMS中仿真结果基本一致,证明采用蒙特卡洛法分析、模拟挖掘机反铲装置作业空间的有效性和实用性.     

基于运动学分析的挖掘机器人轨迹规划新方法

基于D-H位移矩阵法、工作装置的变量空间模型和三角函数关系,对液压挖掘机工作装置的运动学模型进行了深入的分析研究,推导出各变量空间相互转换的通用表达式.对传统的挖掘机器人轨迹规划方法进行分析,研究液压挖掘机实际作业的特点和需要,提出了模糊速度的概念.进一步提出一种基于控制信号实时生成的挖掘机器人轨迹规划的模糊速度法.该方法完全避免了传统方法中未知的负载和预定的运动速度之间的矛盾,从根本上保证工作装置能够以合适的速度,精确的跟踪预定轨迹.     

一种新型矿用正铲液压挖掘机的运动学分析

提出一种新型矿用正铲液压挖掘机,其工作装置是一个复杂的多环耦合机构。采用修正的Grübler-Kutzbach公式分析工作装置的自由度,得出该工作装置能够满足正铲作业要求,可以实现两个移动和一个转动。基于运动链环路理论,建立通用的机构运动学分析框图,并且利用该框图对机构进行运动学分析。基于运动学正解分析矿用正铲液压挖掘机的水平挖掘时理论可达的工作空间,得出该机构在水平挖掘时铲斗与地面的倾角为30°~50°时挖掘空间最优,满足挖掘机水平挖掘的作业要求。基于机构运动分析框图对机构进行速度分析,得到液压缸的输入速度与铲斗输出运动之间的雅可比矩阵。最后给出了五组数值算例,对运动学分析进行验证。研究结果为该机构的设计和使用提供重要的理论依据。     

山地挖掘机自主作业轨迹规划与ADAMS仿真验证

为实现山地挖掘机典型工况的自主作业控制,在工作装置的运动学建模基础上,规划了铲斗齿尖运动轨迹.利用运动学建模的结果实现了齿尖坐标序列到关节转角序列,关节转角序列到液压缸驱动序列的转换.利用ADAMS软件对轨迹规划结果进行了仿真验证.验证结果和规划相符,为实现山地挖掘机的自主作业控制提供了理论指导.     

反铲挖掘机铲斗设计及仿真分析研究

在液压挖掘机结构组成中,铲斗是液压挖掘机对物料进行挖掘和装卸的重要工具.在铲斗设计过程中,要保证足够的强度和耐磨性.介绍反铲挖掘机铲斗结构设计原则、铲斗斗形设计、铲斗斗容计算.采取有限元分析仿真优化方法,得到以下结论:在正载有限元分析中,铲斗安全系数要在2.0以上;在底部冲击载荷中,铲斗安全系数在3.0以上,满足设计要...     

一种基于图像识别的斗齿监控系统在挖掘机上的应用

主要介绍了图像识别技术在挖掘机铲斗斗齿保护方面的应用,重点论述了通过图像识别特定位置进行铲斗抓拍以及隔帧取流的关键算法分析。将基于图像识别的斗齿监控系统应用在挖掘机上,实现了对斗齿磨损或者丢失的自动识别和自动报警。     

开发挖掘机平整地面和斜坡的自动整平作业模式

正1.平整作业的种类反铲挖掘机平整地面是一种常见、频繁和必不可少的作业项目。单独操纵挖掘机工作装置任意1个动作时,挖掘机斗齿尖的运动轨迹均为弧线形,均无法实现平整地面作业,因此无论是平整地面作业,还是平整斜坡作业,应采用复合动作方法。(1)平整地面作业平整地面的操作方式是将铲斗和斗杆展开至适当位置,铲斗不动,以V_1速度伸出斗杆缸活塞杆,即收斗杆,同时以V_2速度伸出动臂缸活塞杆,即升动臂。如此进行复合操作,形成斗齿沿直线移动的速度V_5。当斗杆运动至与地     

正铲液压挖掘机挖掘性能图谱叠加分析法

通过对正铲液压挖掘机工作装置的机构进行分析研究,建立了正铲液压挖掘机各铰点、重心及斗齿尖的坐标,并进一步推导和建立了正铲液压挖掘机挖掘性能分析的力学模型.此外,首次提出了液压挖掘机挖掘性能的图谱叠加分析法(简称叠加法),在VB编程环境下编制了正铲液压挖掘机挖掘性能的图谱叠加分析软件.图谱叠加分析法是将每种工况下的11张挖掘图叠加在一张图谱上进行分析,更为直观、全面地反映挖掘机的挖掘性能.并以某X型正铲液压挖掘机为例,运用该软件对其挖掘性能进行了系统、全面、准确的分析,验证了本方法的正确性和有效性.