小型陆地钻机新型钻具排放机械臂设计方案

钻具排放机械臂是钻机自动化的关键技术设备,过去主要集中在海洋钻机和大型陆地钻机上进行研究与应用,而在陆地小型钻机上所做的研究工作很少。在研究以往钻具排放设备基础上,采用现代机械设计理论和UG三维设计软件设计了一种可用于陆地小型钻机的钻具排放机械臂,并应用动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS对其进行了强度分析,保证机械臂的安全稳定工作。机械臂主要由四连杆结构的臂架、回转机构及末端的机械手组成,其结构简单、体积小、重量轻,用钻台气动绞车即可吊起,安装拆卸方便。机械臂配合钻台起吊设备,可以实现钻台立根的排放、接方钻杆、完钻甩单根等作业,通过更换手爪,还可进行下套管作业。     

基于ANSYS的6R机械臂静力学分析

随着我国智慧矿山建设的大力推广,机器人技术正在逐步应用于矿山领域。针对6R机械臂的作业安全性与可靠性问题,对其采用静力学分析的方法验证其结构设计的工作可靠性。通过使用CAD软件SolidWorks完成机械臂三维模型的建模并导入ANSYS workbench中,根据实际受力状况对其进行静力学分析,获得其在作业时各个组成部件上的应力变化规律和关键部件的变形情况。仿真结果表明,机械臂的结构设计可靠,为后续的结构优化、运动控制等奠定了基础。     

磨机换衬板机械臂静力学与模态分析

为提高磨机衬板更换效率,降低更换成本和危险系数,设计了一种用于更换磨机衬板的机械臂.阐述了该机械臂的整体设计方案,利用ANSYS Workbench有限元仿真软件对磨机换衬板机械臂分别进行了静力学及模态分析,得到变形和应力云图及前6阶固有频率和相应振型,可为相关机械臂的设计提供参考,同时得出所设计机械臂的不足和薄弱之处...     

柔性机械臂设计与分析

针对错综复杂空间环境的检测及维修等问题,结合自然界柔性体的结构特性及工作机理,研究设计一种柔性机械臂,由4节万向节型柔性臂组成。基于机器人机构学数学基础,分析机械臂的运动学方程,计算机械臂末端的位置方程与姿态方程;结合三维制图软件的运动仿真功能,并对所设计机械臂进行运动学仿真,求解其位移和加速度随时间的变化规律,为柔性机械手的设计提供一定的研究基础。     

液压支柱自动搬运设备机械臂的设计与研究

针对煤矿井下液压支柱自动搬运设备,对其机械臂部件进行设计与研究,利用理论知识和工程实践经验设计成折叠形式,并对其进行运动学分析。通过Adams软件对折叠臂部件进行运动学仿真模拟,来分析折叠臂的位移、速度、加速度等运动特性,再通过ANSYS软件分析其重要零部件的结构强度。结果表明：所设计的折叠臂部件工作时,其运动特性和结构强度均很好地满足设计要求,安全无误地完成搬运工作,减轻了井下工作人员的劳动强度。     

多自由度自动喷浆机械臂运动分析及路径优化

喷浆支护具有支护强度高、支护成本低等特点,已广泛使用于煤矿井下巷道掘进与支护中。为实现巷道喷浆支护作业全自动化,解决喷浆质量差、生产效率低等问题,设计并实现一种灵活性高的多自由度冗余喷浆机械臂。基于D-H法建立多自由度喷浆机械臂运动学模型,通过正逆运动学分析得到了多自由度机械臂的空间位姿变换矩阵,为喷浆作业自动控制奠定了基础;以受喷面的均匀度为目标,采用环境网格法建立喷浆路径规划模型,对喷浆路径规划进行研究并统计受喷面覆盖程度,分析喷浆直径、喷浆横移距离等运动参数及运动形式对喷浆效果的影响;此外,搭建了多自由度喷浆机械臂控制系统并进行了运动控制试验,以验证自动喷浆机械臂的控制性能。研究结果表明建立的运动学模型可准确描述机械臂空间运动,在运动控制试验中获得的位姿参数θ₁,θ₂与θ₃误差较大,其余误差较小,基本满足控制性能要求;重复喷浆区域集中于喷浆路径相交位置,未喷浆区域存在于喷浆区域的外围,可采用"喷帮"方式对未喷浆区域进行补喷;喷浆直径与喷浆横移距离共同影响着喷浆区域的均匀性,喷浆运动形式从l=D运动变化到l相似文献   

井下装药车自动装药系统机械臂运动学仿真分析

根据井下装药作业的特点,提出了一种适合井下装药车自动装药系统的装药机械臂。设计了机械臂的连杆结构形式,分析了机械臂的运动学,采用MATLAB对机械臂的运动学进行了仿真。仿真结果表明:装药机械臂的连杆结构参数合理,可以满足稳定运动的运动学要求。     

机械臂结构轻量化设计研究

对机械臂结构轻量化的实现方案进行了研究与分析,通过Patran软件所提供的变密度算法来建立机械臂的拓扑优化模型,根据预先划分的设计区域对大臂的拓扑结构进行分析,实施拓扑优化求解,最终输出拓扑优化结果.在此基础上,通过机构臂应力云图和机构臂位移云图对机械臂的拓扑优化结果进行分析.经实验研究发现,拓扑优化前后机构臂的最大应...     

掘进机截割臂静力学特性研究

当前纵轴式掘进机截割臂特性研究较少,截割臂的设计主要依据设计人员的经验。为此,对某型号掘进机截割臂进行建模,结合截齿的力学模型,通过ANSYS对截割臂进行静力学分析,得到截割臂在截割载荷作用下的变形和应力情况,给出了出现情况的原因,为截割臂动力学研究提供基础,为改进和完善适应半煤岩截割特性的纵轴式掘进机截割臂的设计提供理论依据。     

Boomer 281台车拐臂静力学结构强度有限元分析

推进补偿拐臂作为Boomer系列掘进台车中的关键零部件之一,其结构强度和使用寿命对整机的使用寿命和安全性有直接影响。根据拐臂位置和结构,进行静力学分析,找出拐臂与拐轴垂直相交处的危险截面。在建立的拐臂三维模型的基础上,探讨了拐臂的边界条件,采用有限元强度分析方法,计算了拐臂拐轴的应力应变,对于提高设备的维护管理水平具有一定的作用。     

二氧化铀自动投料生产线滚筒的静力学分析

铀转化自动投料生产线上的料桶装料后,整体质量较大,若生产线发生故障则会影响整个生产线的正常运转,料桶倾倒会导致物料发生泄漏,因此有必要对滚筒受力情况进行分析。笔者对电动滚筒进行三维建模,结合实际工况离散化滚筒模型,并给与适当的约束和载荷,进行建模分析。研究表明,适当减小生产线滚筒的长度,同时根据受力情况改变滚筒体的支撑结构或适当增加滚筒外壳钢板厚度,可以提高滚筒强度。     

井下煤仓清仓机器人机械臂的设计与分析

作为井下煤仓清仓机器人,其主要的功能是清扫煤仓,所以直接执行清仓功能的机械臂就成为了一个十分重要机构。煤铲作为触击仓内壁,需要上下力的作用,包括阻力与动力。文章通过建立井下煤仓清仓机器人机械臂的三维模型,采用动力和静力两个方面的分析来说明井下煤仓清仓机器人机械臂的设计原理和动力机制。     

新型自动变径扩孔钻具

在无解放层可采的突出煤层，最普遍采用的是打钻防突措施，增大钻孔直径使抽排瓦斯防突效果更为显著，ＢＺ１５０－Ⅱ型自动变径扩孔钻具以小孔径钻进、退钻扩孔、孔内可自动收缩，从而达到事半功倍的防突目的。     

新型自动变径扩孔钻具

在无解放层可采的突出煤层，最普遍采用的是打钻防突措施，增大钻孔直径使抽排瓦斯防突效果更为显著，ＢＺ１５０－Ⅱ型自动变径扩孔钻具以小孔径钻进、退钻扩孔、孔内可自动收缩，从而达到事半功倍的防突目的。     

15T挖掘机机械臂的改进设计及强度分析

两节臂挖掘机的挖掘范围有限,难以适应于挖掘范围广的工况。为扩大挖掘机的挖掘范围,提高其作业性能,将15 T挖掘机的动臂拆解成两节式动臂,和铲斗组成三节机械臂。对三节机械臂建立其动力学模型,并进行有限元分析。仿真结果表明,三节臂挖掘机的挖掘范围远大于15 T两节臂挖掘机的挖掘范围,且优化后的机械臂满足强度要求。     

六自由度液压换刀机械臂的设计与分析

为提高盾构机换刀的效率、降低换刀成本和危险系数,设计一种盾构机用六自由度液压换刀机械臂。阐述了该机械臂的整体设计方案并对其进行运动学建模,通过仿真验证了运动学模型的准确性,并获得机械臂的作业范围和机械臂各关节运动曲线。结果表明,所设计机械臂的活动范围较大,且各关节运动平稳性较好,结构设计合理,为机械臂的智能化控制研究提供理论支持。     

煤矿巷道开槽机械臂构型设计及运动学特性分析

针对现有开槽机的不足,基于井下开槽作业需求,设计开发了大折展比开槽机械臂构型,并建立了其运动学分析模型,分析得出所开发的机械臂最大作业高度为4 280 mm,最大作业深度为2 706 mm,最大作业宽度为4 212.5 mm。将其应用于开槽机,在一次定位开全槽的要求下,适应最小巷道高度为3 000 mm;适应最小巷道宽度为4 200 mm,此时可适应最大巷道高度为5 039 mm;适应最大巷道宽度为5 400 mm,此时可适应最大巷道高度为4 500 mm,可覆盖70%以上的巷道断面尺寸。     

机械板材自动上料装置设计

针对现有工艺采用人工手动逐片上料,单人操作单台设备,效率低下的问题。设计了一种机械板件自动上料装置,包含机台、升降系统、挡料系统、送板系统。通过送板系统包含的左右2个出料口,配合上料系统的2个料箱,实现上料与出料协同动作。采用该自动上料替代人工手动上料,优化了作业工序,减少了操作设备的时间,提高了生产效率。     

煤仓清仓机械臂系统的设计与实现

介绍了六自由度机械臂设计的三维模型,并借助于Matlab验证了理论设计的正确性,随后设计了以Atmega1280为控制器的机械臂控制系统硬件,并通过Labview软件实现了上位机监控系统的设计,完成了对机械臂的实时监控。最后给出的测试结果表明所设计的清仓机械臂运动协调灵活,工作平稳,有着更高的清仓效率。