【摘要】：隨著配電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求。為最大限度的減少停電帶來(lái)的損失,帶電作業(yè)成為一種趨勢(shì),帶電高空作業(yè)車(chē)是一種常見(jiàn)的帶電作業(yè)設(shè)備,其作業(yè)臂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性、工作平臺(tái)調(diào)平過(guò)程的平穩(wěn)性對(duì)于帶電作業(yè)人員的安全性有著重要影響。因此,對(duì)于帶電高空作業(yè)車(chē)作業(yè)臂性能的研究具有實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。本文在詳細(xì)了解了國(guó)內(nèi)外帶電高空作業(yè)車(chē)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種帶電高空作業(yè)車(chē)的作業(yè)臂及工作平臺(tái)的自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)。對(duì)作業(yè)臂、作業(yè)臂末端調(diào)平機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)性能計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)液壓缸等重要液壓元件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,對(duì)回轉(zhuǎn)支承等構(gòu)件進(jìn)行了計(jì)算與選型。在此基礎(chǔ)上,對(duì)帶電高空作業(yè)車(chē)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算,對(duì)帶電高空作業(yè)車(chē)的抗傾覆性能進(jìn)行校核,結(jié)果表明帶電高空作業(yè)車(chē)的最大應(yīng)力小于許用應(yīng)力,抗傾覆性能良好,滿(mǎn)足使用要求。建立三維模型,利用ADAMS對(duì)高空作業(yè)車(chē)作業(yè)臂的舉升過(guò)程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,運(yùn)動(dòng)學(xué)分析得到了作業(yè)臂的末端的速度、加速度的變化曲線(xiàn),動(dòng)力學(xué)分析得到了上臂、下臂各個(gè)鉸接點(diǎn)處的受力變化曲線(xiàn),并利用理論計(jì)算的方法對(duì)重要鉸接點(diǎn)處的受力進(jìn)行計(jì)算與驗(yàn)證。對(duì)作業(yè)臂末端工作平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),利用MATLAB/Simulink建立了調(diào)平系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,利用傳遞函數(shù)法得到了開(kāi)環(huán)控制的幅頻特性曲線(xiàn)和相頻特性曲線(xiàn),以及在脈沖信號(hào)和階躍信號(hào)的激勵(lì)下閉環(huán)控制系統(tǒng)的響應(yīng),仿真結(jié)果表明響應(yīng)的穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性較好,滿(mǎn)足使用要求。采用數(shù)值模擬方法對(duì)典型工況下的應(yīng)力進(jìn)行仿真分析,對(duì)最大作業(yè)高度工況進(jìn)行屈曲分析研究作業(yè)車(chē)的穩(wěn)定性,仿真結(jié)果表明強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿(mǎn)足使用要求。ADAMS與Workbench仿真結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果吻合,相對(duì)誤差在合理的范圍內(nèi),表明了仿真的正確性。通過(guò)對(duì)帶電作業(yè)車(chē)作業(yè)臂及工作平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及仿真分析,為帶電作業(yè)車(chē)的設(shè)計(jì)提供了參考。
【圖文】：

作平臺(tái)調(diào)平機(jī)構(gòu)處的尺寸較小，為了能清晰地觀察到各個(gè)構(gòu)件及其連接方式，逡逑將調(diào)平機(jī)構(gòu)處的構(gòu)件進(jìn)行了放大，對(duì)上臂和下臂的長(zhǎng)度進(jìn)行了縮短，各個(gè)構(gòu)件逡逑未按尺寸比例進(jìn)行繪制。如圖３．１所示，共有１５個(gè)構(gòu)件；１５個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，５個(gè)移逡逑動(dòng)副，共２０個(gè)低副，所以，自由度Ｆ＝３ｎ邋－（２灼＋ｐｈ）＝５。由自由度的計(jì)算逡逑可知，回轉(zhuǎn)支承處需要一個(gè)液壓馬達(dá)依靠齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)動(dòng)（圖３．１逡逑中未畫(huà)出），底座１與下臂２之間設(shè)置一個(gè)液壓缸３完成下臂２的舉升動(dòng)作，下逡逑臂２與上臂７之間需要一個(gè)液壓缸５完成上臂７的舉升動(dòng)作，，上臂７與伸縮臂逡逑１０之間需要一個(gè)液壓缸８驅(qū)動(dòng)伸縮臂１０的伸縮，作業(yè)臂末端工作平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平逡逑機(jī)構(gòu)處需要一個(gè)液壓缸１１邋（由電液比例閥控制流量）驅(qū)動(dòng)控制工作平臺(tái)１５的自逡逑動(dòng)調(diào)平，除了回轉(zhuǎn)支承處的液壓馬達(dá)、回轉(zhuǎn)支承沒(méi)有在圖３．１中繪制外，其余構(gòu)逡逑件在圖３－１機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中均己繪制。逡逑ＸＴＩ１逡逑圖３－１機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖逡逑Ｆｉｇ邋３－１邋Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｍｏｔｉｏｎ邋ｇｒａｐｈｉｃｓ逡逑３．２．２上臂與下臂間的油缸的布置方式的選擇逡逑上臂的舉升主要靠液壓油缸的推動(dòng)，其上臂與下臂間的油缸幾種常見(jiàn)的布逡

上臂＋邋ｍ伸縮機(jī)構(gòu)＋邋ｍ調(diào)平機(jī)構(gòu)＋邋ｍ斗和人上臂－ｉ邋ｗ伸縮機(jī)構(gòu)的申縮臂十扣伸縮機(jī)構(gòu)＋逡逑爪調(diào)平機(jī)構(gòu)＋ｍ斗和人伸髓］ＣＣ）Ｓ々＋邋ｗ斗和人ｇ＾ｒ作斗逡逑上臂與下臂處的結(jié)構(gòu)圖如圖３－３所示：逡逑邐＾邐逡逑ＩＩ邋１—邋邋邋邋邋＿Ｉ邋邐■邋－邋—＾ 邋邋邋邋邋Ｉ邋Ｉ邋■邋邋邋——ｊ邐邐邋邐邋邐邋邐邋邐邋邐逡逑圖３－３上臂與下臂處的結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ邋３－３邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｕｐｐｅｒ邋ａｎｄ邋ｌｏｗｅｒ邋ｂｏｏｍｓ逡逑由幾何關(guān)系得，ＨＧ＝６００ｍｍ，ＧＭ＝２０５ｍｍ，ＨＩ＝５００ｍｍ，ＩＪ＝３０ｍｍ，逡逑ＪＫ＝２４０５ｍｍ，邋ＫＬ＝邋１７０ｍｍ，逡逑ＫＪ與ＩＬ之間的夾角大小是ａｒｃｔａｎＫＬ￣Ｕ邋＝３．３３°，逡逑ＪＫ逡逑ＬＭ與ＪＫ之間的夾角大小是＋邋Ｗ邋—邐—＾邋＝４．９１°逡逑ＪＫ－ＨＧ逡逑ＩＭ邋＝邋＾ＨＧ２邋＋邋（ＨＩ－邋ＧＭ）２逡逑，ＴＴＪＡ邋４邐ＨＧ逡逑ＺＨＩＭ邋＝邋ａｃｒ邋ｔａｎ邐逡逑ＨＩ—邋ＭＧ逡逑ＩＬ邋＝邋＾ＪＫ２＋｛ＫＬ－Ｕｆ逡逑帶入數(shù)值，得／Ｍ邋＝邋６６８．６０ｗｗ，Ｚ／／／Ｍ邋＝邋６３．８２。，ＩＬ＝邋２４０７．５１邋ｍｍ。逡逑在ＡＩＬＭ邋中，由余弦定理得Ａｆｔ邋＝邋＞／／Ｍ２邋＋邋／Ｌ２－２．／Ｍ．／Ｚ■邋ｃｏｓＺＬ／Ｍ逡逑當(dāng)上臂與水平方向的夾角是０°邋，且下臂與水平方向的夾角也是０°時(shí)，鉸逡逑接點(diǎn)Ｌ和Ｍ間的距離最小
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TH211.6

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本文編號(hào)：2692955