基于区域规划法的泵车臂架系统反解算法及自动浇筑轨迹

以五节臂混凝土泵车为研究对象,根据串联机器人理论,建立混凝土泵车臂架系统的D-H矩阵,并进行臂架系统运动学正解分析。提出基于区域规划法的泵车臂架系统末端的反解算法。对混凝土泵车臂架系统工作空间内的直线浇筑轨迹进行规划,并对2种典型的轨迹进行反解计算。结果表明：基于区域规划法的泵车臂架系统反解算法简化了臂架反解运算过程,且反解唯一、计算量小、实时性高,易于在工程机械运动控制器上实现。     

基于刚柔耦合的混凝土泵车臂架浇筑特性分析（英文）

混凝土泵车臂架属于大型柔性机械臂。由于受到激振力和混凝土载荷的影响,泵车臂架在工作中产生振动,影响浇筑质量和臂架强度。针对泵车水平定点浇筑的工况,计算了泵车臂架所受载荷,基于ANSYS和ADAMS软件建立了混凝土泵车臂架的刚柔耦合模型,对臂架水平状态下高压和低压工况进行了仿真,并计算了臂架强度,验证了该臂架满足设计要求。仿真结果表明:该方法适用于大型柔性机械臂的仿真,可以为该类结构的设计与校核提供理论指导。     

基于刚柔耦合的混凝土泵车臂架浇筑特性分析

混凝土泵车臂架属于大型柔性机械臂。由于受到激振力和混凝土载荷的影响,泵车臂架在工作中产生振动,影响浇筑质量和臂架强度。针对泵车水平定点浇筑的工况,计算了泵车臂架所受载荷,基于ANSYS和ADAMS软件建立了混凝土泵车臂架的刚柔耦合模型,对臂架水平状态下高压和低压工况进行了仿真,并计算了臂架强度,验证了该臂架满足设计要求。仿真结果表明: 该方法适用于大型柔性机械臂的仿真,可以为该类结构的设计与校核提供理论指导。     

时滞动态补偿方法在泵车臂架液控系统中的应用研究

针对泵车臂架电液控制系统的非线性时滞问题,提出一种适用于泵车臂架结构的动态时滞补偿方法。该方法以泵车臂架末端振动位移历史数据为基础,通过时间序列法对此后某段时间内的泵车臂架的振动姿态提前预测,对系统中的非线性时滞进行动态补偿,为泵车臂架末端位置控制系统提供可靠的反馈数据,为液压阀控缸的位置和速度控制系统提供实时的参考输入。外场试验验证了该时滞补偿算法在提高泵车臂架操控平顺性和阀控缸响应速度方面的有效性。     

三自由度液压机械臂自动整平系统设计与研究

针对水下抛石基床整平需求,设计一套基于挖掘机三自由度液压机械臂的自动整平系统。对臂架机械结构进行适应性改造,通过试验计算其作业负载,结合有限元法验证改造结构的可靠性。基于D-H法和几何法搭建臂架正、逆运动学模型,将铲尖轨迹运动转换为臂架各构件的协同控制。设计基于PID控制的臂架电液比例位置控制系统,通过AMESim验证了臂架驱动控制系统方案的可行性。结合北斗定位技术,搭建臂架自动整平系统架构,提出适用于工程应用场景的定位、整平作业流程。最后,通过工程试验和应用对自动整平系统进行了验证。试验和应用结果表明：采用三自由度液压机械臂的基床整平效率更高、成本更低,整平精度也满足施工要求。     

基于SimulationX的泵车臂架液压系统建模与仿真

混凝土泵车臂架液压系统作为泵车三大液压系统之一,且具有势能可回收性,为了研究其势能的回收,有必要对其臂架液压系统进行精确的建模与仿真分析。作者根据某型混凝土泵车的臂架液压系统原理图,通过多学科领域建模、仿真与分析软件SimulationX建立了臂架液压系统的仿真模型,并对系统进行了时域动态仿真分析。结果表明:此负载敏感系统简单、可靠,运行状况良好,符合后续研究势能回收所具备的所有要求。     

基于Modelica语言的泵车臂架系统举升过程仿真

混凝土泵车臂架系统是涵盖机械、液压、控制等多领域的复杂物理系统。以Modelica/MWorks为建模平台,对臂架系统进行了模块化拆解,采用参数化建模方法构建了各个元件的模型,然后通过这些元件搭建了臂架仿真模型并进行了动态仿真。仿真结果表明:液压冲击对臂架稳定性有着重要影响,PD(比例微分)控制系统对液压冲击有着较好的抑制。研究结果可为臂架系统的设计提供一定的参考。     

泵车臂架虚拟样机仿真与压损优化

臂架液压系统是混凝土泵车的重要组成部分,用于输送混凝土和布料,目前存在压损过大的问题。借助AMESim与Simcenter 3D Montion软件建立62 m泵车臂架虚拟样机模型,经实验验证该虚拟样机与实际系统具有90%以上的契合度。利用臂架虚拟样机研究系统的动态特性,揭示系统的压力分布,分析系统压损过高的原因,可知主要压力损失集中在平衡阀与长液压管路,提出3种降低压损的方案。以臂架管路通径优化为例,进行仿真分析与优化,并通过实验验证了管路通径优化效果。由仿真和实验结果可知：五臂倒钩收回工况下,将臂架长管路通径由8 mm增大至10 mm,可使小腔侧管路压力损失降低50%,大腔侧管路压力损失降低60%,可有效降低系统压力。     

负载敏感比例多路阀的建模与仿真

为了分析泵车臂架液压系统,有必要对泵车臂架液压系统的关键元件负载敏感比例多路阀进行建模与仿真分析并获取其动态特性。根据某型混凝土泵车的臂架液压系统所采用的负载敏感比例多路阀的工作原理,通过多学科领域建模、仿真、分析软件Simulation X建立了该阀的仿真模型,并对此阀进行了动态仿真。结果表明:该阀与实际运行状态一致,并且建模方法简单。     

臂架液控系统非线性时滞动态补偿技术研究

针对泵车臂架电液控制系统的非线性时滞问题,提出基于一种时间序列法的时滞补偿算法。该算法首先需要记录臂架末端的原始振动位移,根据这些历史数据,采用时间序列法对后续臂架振动姿态进行预测,根据预测结果,对系统中可能存在的非线性时滞进行动态补偿,从而为系统后续的运动轨迹提供有效参考,确保在后续运动时,为系统提供准确的臂架阀控缸位置信息和速度控制信息。通过实验验证,该方法有效可行,动态补偿效果好,其研究成果将会应用到十三五规划项目中。