用ANSYS对液压支架运动仿真及优化设计

四连杆机构的尺寸对液压支架的性能存在有至关重要的影响。用ANSYS对液压支架进行了运动仿真,计算出各构件的位移、速度和加速度等运动特性,分析结果可用于评估液压支架特性和指导液压支架设计,并在此基础上可以进行优化设计。再以改善液压支架工作性能和减轻重量为优化目标,对液压支架进行多目标优化,确定了四连杆机构的最优结构参数。从实例结果看,用ANSYS对液压支架进行运动仿真和优化设计是可行的,结果是能够满足工程需要的。     

液压支架的分析优化

液压支架是煤矿机械化综采工作面的关键设备,随着综采技术的发展,对液压支架设计的要求越来越高。现在很多煤矿企业仍然停留在手动优化四连杆参数的阶段,导致设计出的液压支架顶梁轨迹摆幅大,并且优化工作耗时长。介绍了液压支架设计技术、流程。分析其运动轨迹和受力,建立运动学和平面力学分析模型,采用多目标数学模型参数优化的分析方法,对支架四连杆机构进行了优化设计。     

基于MATLAB与ADAMS的贝克曼梁五杆机构优化设计及仿真

在路面弯沉检测中为了使光电贝克曼梁机构能够达到快速水平下降的需求,设计了多连杆机构。为了满足工作需要,必须对其中的五杆机构进行优化。为了获得理想的运动轨迹,建立了数学模型,并进行杆件之间的几何关系进行计算,找到目标函数表达式,采用MATLAB遗传算法工具箱进行优化得到各杆件的尺寸参数,在ADAMS建立模型并对五杆机构进行运动仿真,测量关键点的运动轨迹,通过分析仿真轨迹符合设计要求。     

基于Matlab的复演预期函数四连杆机构的设计

根据给定液压支架前后连杆的运动情况,确定其四连杆机构参数。论文介绍了利用三维建模软件与MATLAB软件相结合的技术,通过复演预期函数分析设计变量与目标函数之间的关系,从实例中抽象出数学模型,从而建立目标函数,再通过随机方向法运用Matlab软件编程实现最优点求解,结合结果进行分析,确定四连杆机构的最终设计方案。并用三维建模软件模拟四连杆运动,为确定液压支架中四连杆机构参数设计提供了方法。     

关于矿用液压支架四连杆机构运动过程的分析

通过对四连杆简要的运动学进行分析,确定了连杆机构工作时的运动方程;通过建立设计变量、目标函数、约束条件的方式建立了运动学仿真模型;将以上工作作为参数化编程设计的前提,提出构建输入、输出、计算为基础的程序设计逻辑结构,实现计算结果图形显示、多形式存储计算结果的功能,最终完成四连杆机构的结构参数的参数化设计计算,并以机构速度瞬心在空间中的位置变化为例,说明了计算结果的准确性和计算的便捷性。该方法对于后续的液压支架受载分析和其他类似杆件系统的参数设计计算具有重要的指导、借鉴意义。     

液压支架带注油润滑结构销轴的技术研究与应用

液压支架的质量直接关系到矿井生产的安全和效率,四连杆机构是液压支架的重要部件,高端液压支架高工作阻力、高可靠性、高支护质量等。所用板材的性能等级、设计手段、加工工艺等都有大幅度提高。液压支架四连杆机构销轴,连接重要的部件,直径大,长度长,承载力大,受力情况复杂。液压支架的带注油润滑结构的销轴技术有效实现了大采高液压支架顶梁掩护梁销轴和四连杆机构销轴易装配、易拆卸的功能,延长了支架的使用寿命和维修周期,降低了劳动强度。     

掩护式液压支架的优化设计

液压支架对支护顶板的管理能力由四连杆结构参数决定。本文以顶梁前端运动轨迹为目标函数,建立了支架几何运动模型,应用混沌粒子群算法对ZY6000进行了优化设计。通过对比分析,优化的参数合理可靠,提高了支架的运动特性,为液压支架的设计方法提供了一个新的参考。     

基于MATLAB的四连杆机构近似直线的线性度优化

采用一种插值的优化方法以提高四连杆端点运动轨迹的线性度,实现升降平台近似直线平稳上升.四连杆机构各杆件长度的优化是提高线性度的关键.为了快速准确地计算四连杆各杆件长度,首先在MATLAB软件中采用插值法进行计算,然后在MATLAB中对插值法计算和优化的结果进行程序化画图,实现可视化的线性度分析.结果表明,基于MATLA...     

矿用液压支架四连杆结构的优化设计

结合矿用液压支架四连杆机构的结构特点,仅采用了理论设计计算的分析方法,对四连杆机构的位置、相关参数进行了确定,并通过理论计算方法,完成了四连杆机构的具体参数设计,最终采用了仿真验证及专家评价法,验证了所设计的四连杆机构具有更高的可靠性及安全性,这为后期开展四连杆机构的具体方法设计起到重要支撑作用。     

基于MATLAB的掩护式支架运动学仿真与实验

液压支架作为基于二自由度四连杆机构的支护设备,每个结构部件的旋转角度受驱动部件的制约,直接影响顶梁的支护效率和运动轨迹。基于Denavit-Hartenberg(D-H)理论实现了支架各部件在不同坐标系下的位姿转换,建立了液压支架的运动学模型;利用MATLAB软件分析了液压支架的工作空间,融合Alpha Shape理论对支架顶梁运动轨迹进行分析,得到了顶梁工作空间的边界点;分析了立柱、平衡千斤顶的不同长度对顶梁、掩护梁以及后连杆位姿角的影响;通过自主开发的无线感知网络搭建了液压支架的位姿监测系统,并验证了模型的可靠性,为工业应用提供了理论和实践指导。     

ZY5200/19/42型支架总体设计

主要介绍了一种采高范围在1.9~4.2 m、工作阻力为5 200 k N的掩护式液压支架的总体设计方法 ,包括支架中心距参数、底座长度、顶梁长度、四连杆机构和立柱参数确定等设计步骤。     

基于末端杆件螺旋运动的凿岩机械臂孔序规划

根据隧道炮孔设计,进行孔序规划,是对凿岩机械臂进行自动控制所需要解决的一个问题。针对这一问题,以机械臂末端杆件的螺旋运动来定义其运动轨迹,用螺旋运动轨迹的曲线长度来定义机械臂将末端执行器从一个孔位运送到另一个孔位所付出的代价,以此代价为基础建立目标函数,用蚁群算法进行问题求解,得到机械臂运动的孔序规划。利用对偶四元数法推导了机械臂末端杆件螺旋运动参数的计算公式。仿真验证了轨迹求解算法,得到的轨迹平滑、连续;针对某隧道断面64组炮孔设计,利用蚁群算法进行左右两个机械臂的孔序规划仿真,得到了合理的规划结果。     

Stewart平台运动学仿真分析

基于Matlab建立6-UPU Stewart平台运动学反解计算程序。赋予Matlab程序一系列的转角以及位移量,解出各液压杆件的伸长量之后,把各液压杆件的伸长量输入到Pro/E中,利用Pro/E应用程序中的Mechanism机构运动学仿真模块对虚拟样机平台进行验证,并对结果进行分析;依照平台的设计要求对三维虚拟样机的参数进行修正,为后续该平台实际生产提供可靠的依据。     

液压支架直线四杆机构综合的差分进化算法

为使液压支架铰链四杆机构在采高区内具有近似直线轨迹,可利用连杆平面上的拐点性质综合这类四杆机构。以指定采高区内直线偏差最小为目标,以满足Grashof准则、杆长协调、角度限制等为约束条件,建立综合液压支架近似直线导向四杆机构的6参数约束优化模型。结合Deb约束处理可行性规则,应用差分进化(Differential Evolution,DE)算法求解该约束优化问题。给出综合实例,仿真结果表明,该方法是可行有效的。还比较了DE算法与另外3种智能算法求解该机构综合实例的优化性能。数值试验显示,DE算法的收敛速度、收敛精度和稳健性等性能指标优于3种对比算法。     

实现空间约束轨迹离散点的平面连杆机构设计

提出了一种平面四连杆机构的设计方法,通过自寻刚体合理的轨迹离散点,以四位置刚体导引铰链四杆机构的设计为理论基础,利用数值分析软件MATLAB得到圆心曲线以及与各连杆长度的关系图。结合实例的设计与分析,构造符合要求的四连杆机构。运用动力学分析软件ADAMS对该机构进行运动学分析,得到刚体关键点的轨迹曲线,验证了四连杆机构满足空间约束的要求。     

番茄收获机械手机构尺寸优化设计

尺寸优化设计是机械手总体设计的关键步骤之一.介绍了一种能够获得合理果实收获机械手工作空间和结构轻量化的优化设计方法.基于番茄生物学特性和栽培模式,根据机械手几何工作空间,以工作空间主截面包络面最佳和结构轻量化为目标函数,以轨迹区域约束、杆件尺寸和关节角度限制为约束条件,建立了机械手机构尺寸优化设计模型,采用MATLAB软件进行仿真试验,并分析了机械手各杆件长度、关节角度与目标函数的关系,获得了机械手尺寸的最优解,为番茄收获机械手机构进一步分析奠定了基础.     

基于足端轨迹规划算法的液压四足机器人步态控制策略

设计一种液压四足机器人仿生机构,通过设定相应的坐标系为机器人进行运动学建模,并对行走过程中单腿的相位关系进行了分析。针对行走过程中足端的拖地、滑动和接触冲击等问题,提出一种零冲击的足端轨迹规划改进算法,并实现了步态规划算法设计。步态规划根据步态中各腿间的相位关系,借助四足机器人运动学模型进行逆运动学解算,求出各腿的关节角度函数,利用机构的几何关系得到各液压缸伸缩量控制函数,对试验样机各腿进行伺服驱动控制,从而实现液压四足机器人的步态规划行走。仿真试验结果表明,在该策略驱动控制下液压四足机器人行走过程连续平稳,样机足端轨迹较为平滑,躯干起伏较小,证明了该足端轨迹规划方法用于四足机器人步态设计的合理性和有效性。     

液压支架四连杆机构的参数优化及程序设计

阐述对支架四连杆机构进行参数优化的意义,建立以连杆重量为优化目标的数学模型,在此基础上应用Visual Basic 6.0编写了四连杆机构的参数优化程序,并以ZY6000/25/50型两柱掩护式液压支架为例进行优化,得出比较理想的优化结果.同时还实现了优化参数与优化结果的动态显示.     

基于耦合分析与加权满意度的机械系统多目标协同优化方法

针对机械系统优化中因设计变量耦合关联导致的优化结果可靠性问题,提出了基于加权满意度的耦合关联机械系统多目标协同优化方法。建立机械系统设计变量耦合关联模型,采用最大-最小满意度函数法,并考虑各子目标的相对权重,建立基于权重加权和的多目标协同优化评价函数,将多目标优化问题转变为单目标优化问题。以掩护式液压支架四连杆机构-结构多目标协同优化为对象的应用表明,提出的方法简化了耦合关联机械系统多目标优化求解的复杂度,而且提高了优化结果的可靠性。     

实现H点运动轨迹的座椅升降四连杆设计

关于H点分布位置的研究见报道的很多,但均未给出座椅升降四连杆的设计指导。建立了座椅升降四连杆的机构简 图,建立了关键节点的坐标代数方程,并根据车身总布置进行了合理的已知量假设和参数预选,从而确定了四连杆的设计参数。 同时开发了基于EXCEL的设计程序和基于CATIA的验证程序,并对国内某款自主品牌车型座椅四连杆进行了优化设计及验证。 结果表明：该方法拟合精度高,拟合曲线与给定H点轨迹上各点的偏差绝对值不超过0.050 mm。