挂轨巡检机器人绳索式剪叉升降机构的设计研究

针对目前挂轨巡检机器人升降机构的特点和不足,从运动稳定性和展开性能出发,设计了一种绳索式剪叉升降机构。对比分析了剪叉升降机构不同驱动方式的优、缺点,给出了剪叉升降机构具体的结构设计方案,对所设计的剪叉升降机构进行了运动学仿真分析,验证了方案的可行性。试制样机试验结果证明所设计的剪叉升降机构运动平稳,展开性能优异,能够满足巡检机器人的工作需求。     

可搭载切割设备的移动式升降平台稳定性分析

为分析可搭载切割设备的移动式升降平台的稳定性,依据起重机设计规范,采用力矩平衡的方法建立整个升降平台的数学模型,计算出在危险工况下横向与纵向整机抗倾覆能力;采用有限元分析软件Ansys Workbench建立升降平台剪叉机构的有限元模型,进行剪叉机构的线性与非线性屈曲分析。结果表明,可搭载切割设备的移动式升降平台在工作时不会发生失稳现象。     

基于Spiralift和双剪叉机构的升降平台设计与分析

针对升降平台重载荷、低收缩高度以及高稳定性的需求,提出了一种基于Spiralift自组式螺旋电动升降装置和双剪叉机构的方案,由伺服电机结合拉绳式传感器实现高精度闭环定位控制。阐述了平台的机械结构与工作原理;分析了自组式螺旋电动升降装置结构特点及其选型、驱动电机功率计算方法;设计了一种能实现平台在任意高度位置的自动锁紧机构;并利用Solid Works对平台进行了三维建模和有限元分析。仿真结果表明,在加载2吨载荷时平台结构最大形变量为0.652mm,安全系数优于2.96。该新型结构为升降平台的设计提供了新思路。     

剪叉式升降平台建模及关键参数研究

分析了剪叉式升降平台的结构特点,建立剪叉起升机构力学模型,对剪叉起升机构关键参数进行了研究,为剪叉式起升机构的设计计算提供了理论依据和高效可行的计算方法。     

剪叉式升降平台液压缸推力与铰点力的计算

针对剪叉式升降平台的强度与刚度的校核问题,对升降平台中的剪叉机构进行了受力分析。运用虚位移原理计算液压缸推力,采用先整体后分离的方法计算了铰点力。虚位移原理分为几何法与坐标法两种方法,以五叉两缸式升降平台为例,采用两种方法对液压缸推力进行了推导,得到了两组液压缸推力表达式;运用先整体后分离的方法对剪叉机构进行了受力分析,建立了平衡方程。将某型号升降平台的尺寸参数代入到两组液压缸推力表达式中,用Matlab绘出了液压缸推力随升角变化曲线,并将两种方法得到的曲线与实际工程中测得的数据曲线进行了对比;将最大推力值与尺寸参数代入到铰点力计算的平衡方程中可得到铰点力值。研究结果表明,两种方法计算的结果最大偏差为2%;理论计算得到的液压缸推力值与实际工况中测得的推力值的误差在5%以内,验证了上述方法的准确性。上述方法均可推广到其他结构形式的剪叉式升降平台的液压缸推力与铰点力计算中。     

ADAMS/view在剪叉式液压升降平台关键参数确定上的应用

本文分析了剪叉式液压升降平台的结构特点,建立了剪叉结构的ADAMS的仿真模型,确定了液压油缸最大推力与剪叉机构关键参数的关系,通过ADAMS/view的优化仿真确定了关键参数的值。为剪叉机构的设计提供了高效的计算方法。     

桅柱式升降机构设计计算

根据新型库内桅柱式升降车的设计实践工作,结合该车所用升降机构的结构特点,建立了变截面4节臂倒立桅柱式升降机构的力学模型,对升降机构刚度和强度的设计计算方法进行了分析研究,对影响刚度和强度的设计参数计算公式进行了分析及推导,并结合计算实例以及相关部门的试验检测,证明了变截面4节臂倒立桅柱式升降机构模型的准确性,以及升降机构刚度、强度设计计算方法的合理性,可作为变截面升降机构强度和刚度设计计算的参考依据。     

一种全方位高刚度正交结构举升装置设计与仿真研究

传统的剪叉举升机构在受到垂直于剪叉平面的载荷时,产生的应力与应变较大,即存在弱刚度方向问题。为此提出一种基于正交结构的高刚度剪叉举升装置。首先推导了剪叉机构的运动学、静力学和刚度模型;然后对正交结构举升装置和传统剪叉举升装置的刚度分别进行仿真分析和实验验证;最后将正交和传统非正交结构的剪叉举升装置对移动机器人底盘变形的影响进行仿真对比分析。结果表明,正交结构比非正交结构的举升装置刚度提高了9倍,且不存在弱刚度方向,同时正交结构举升装置对底盘变形的影响与传统剪叉举升装置几乎相同。文中所提出的全方位高刚度正交结构举升装置为移动机器人在重载、急停和偏载等复杂工况的应用提供了创新的高可靠性解决方案。     

无偏载剪叉升降机的设计与分析

现有的剪叉升降机存在工作状态升降杆受力不均衡的缺点。为了弥补这一缺陷,设计了一种新型的剪叉升降机构,使其能够在实现同等功效的前提下,具有结构对称性的特点,有效地改善了升降机构受力不均匀的缺点,增大了剪叉机构的工作行程。对剪叉机构进行了力学分析,得出通用计算方法,且通过Matlab软件绘制相应图形,优化设计参数。     

剪叉式液压升降机剪叉机构动态强度及疲劳强度研究

针对长期处于循环载荷作用下的液压升降机剪叉机构存在结构开裂的问题,分别对其进行了动态强度与疲劳强度研究,提出了基于有限元+多体刚柔耦合动力学+疲劳分析的联合分析法,对剪叉机构动态强度与疲劳强度进行研究。以某型自行走剪叉式液压升降机为例,利用SolidWorks辅助RecurDyn软件,建立整机多刚体动力学模型,再以HyperMesh/OptiStruct软件对其剪叉机构进行柔性化处理,建立多体刚柔耦合动力学模型,模拟极端工况下作业平台的升降运动行为过程,并提取到剪叉机构关键叉臂的动态应力时间历程;在此基础上,结合名义应力法,利用FEMFAT软件预测得到剪叉机构的疲劳强度。研究结果表明：当前剪叉机构能满足结构强度设计要求;剪叉机构中疲劳强度最薄弱区域位于第3组内叉臂的钣金与矩形管连接处,最小疲劳寿命为6.602×10³次循环,有必要进一步优化结构。研究方法可为类似高空作业平台的动态强度与疲劳强度研究提供有价值的参考。