本文關(guān)鍵詞：車載式多自由度機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文所涉及城市道路多功能工程車旨在完成城市道路兩側(cè)的一些不經(jīng)常需要、但每年偶爾要從事的一些工作,比如修剪綠籬、噴灑農(nóng)藥、修剪樹枝、路邊挖坑等。多功能工程車尾部安裝有多自由度機(jī)械臂,能實(shí)現(xiàn)升降、回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮的功能,在多自由度機(jī)械臂的末端,設(shè)計有統(tǒng)一的快換平臺,可以快速更換各種工作裝置,完成各種相應(yīng)的工作,實(shí)現(xiàn)一車多用,大大減少了僅具有單一功能的工程車的數(shù)量、節(jié)約了設(shè)備和管理成本,提高了工作效率。多功能工程車工作任務(wù)差別較大,尾部的多自由度機(jī)械臂因工作狀況不一而導(dǎo)致姿態(tài)要求各異,例如需要屈臂、水平伸縮、垂直升高、頻繁回轉(zhuǎn)等,造成運(yùn)動狀況復(fù)雜、某些狀態(tài)處于容易傾覆的危險工況,因尾端的工作裝置本身重量較大,工作時還會產(chǎn)生較大和較復(fù)雜工作負(fù)荷,導(dǎo)致整車和局部機(jī)構(gòu)處于較大交變載荷狀態(tài),受力狀況復(fù)雜而且嚴(yán)峻。本文針對多功能車整車介紹及尾部安裝的多自由度機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)特性分析,主要進(jìn)行了以下幾個方面的分析與研究工作:(1)總體結(jié)構(gòu)及工作情況剖析分析機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)伸縮、俯仰、升降、回轉(zhuǎn)的原理和主體結(jié)構(gòu),研究如何在滿足剛度與強(qiáng)度要求前提下具有較小體積和較好穩(wěn)定性、可靠性;機(jī)械臂末端安裝的水平保持裝置以及快換裝置是工程車實(shí)現(xiàn)多種功能的關(guān)鍵,也作了較深入的剖析。(2)三維建模與仿真及抗傾覆性分析利用三維軟件UG對機(jī)械臂進(jìn)行建模,并使用仿真軟件ADAMS進(jìn)行動力學(xué)仿真,得出了執(zhí)行裝置的位移、速度、加速度曲線,以及相應(yīng)的角速度、角加速度曲線。并對工程車進(jìn)行抗傾覆性分析,以驗(yàn)證其在惡劣工況下的穩(wěn)定性。(3)運(yùn)動學(xué)分析運(yùn)動學(xué)分析包括正、逆向運(yùn)動學(xué)分析,通過建立運(yùn)動學(xué)方程,對機(jī)械臂的位移、速度、加速度進(jìn)行分析,使機(jī)械臂的運(yùn)動軌跡達(dá)到合理的要求。(4)動力學(xué)分析動力學(xué)研究是機(jī)械臂的運(yùn)動和受力的關(guān)系,對機(jī)械臂的仿真研究、動態(tài)性能和最優(yōu)指標(biāo)起著重要作用;利用有限元分析軟件ANSYS研究機(jī)械臂的強(qiáng)度和剛度問題,得出危險部位的最大應(yīng)變、應(yīng)力值,并進(jìn)行模態(tài)分析,使機(jī)械臂的穩(wěn)定性和安全性符合要求。
【關(guān)鍵詞】：多功能工程車 多自由度機(jī)械臂 工作特性 運(yùn)動學(xué)分析 動力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U418.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-21
• 1.1 課題背景14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀18
• 1.3 本文主要內(nèi)容18-21
• 第2章 多自由度機(jī)械臂方案介紹21-33
• 2.1 機(jī)械臂的功能要求21-22
• 2.2 原理方案22-26
• 2.2.1 伸縮方案23
• 2.2.2 俯仰方案23-25
• 2.2.3 升降方案25
• 2.2.4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25
• 2.2.5 末端水平保持機(jī)構(gòu)25-26
• 2.3 機(jī)械臂結(jié)構(gòu)介紹26-32
• 2.3.1 伸縮臂設(shè)計26-28
• 2.3.2 快換裝置的設(shè)計28-30
• 2.3.3 主要部件的設(shè)計30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 多功能工程車剖析33-49
• 3.1 多功能工程車簡介33-35
• 3.2 多功能車工程車建模35-37
• 3.2.1 建模軟件簡介35
• 3.2.2 機(jī)械臂建模35-37
• 3.2.3 多功能工程車建模37
• 3.3 虛擬樣機(jī)及AD AMS軟件37-44
• 3.3.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)37-39
• 3.3.2 ADAMS軟件39-41
• 3.3.3 ADAMS建模和仿真41-44
• 3.4 基于A DAMS的動力學(xué)仿真44-45
• 3.5 多功能車的抗傾覆性分析45-48
• 3.5.1 抗傾覆性工況分析45-47
• 3.5.2 多功能車的穩(wěn)定性分析47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第4章 多自由度機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)分析49-59
• 4.1 運(yùn)動學(xué)分析基礎(chǔ)理論49-52
• 4.1.1 概述49
• 4.1.2 運(yùn)動學(xué)方程相關(guān)參數(shù)以及坐標(biāo)系49-51
• 4.1.3 運(yùn)動學(xué)方程51-52
• 4.2 多自由度機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)分析52-58
• 4.2.1 多自由度機(jī)械臂的正運(yùn)動學(xué)分析52-57
• 4.2.2 多自由度機(jī)械臂的逆運(yùn)動分析57
• 4.2.3 多自由度機(jī)械臂的工作區(qū)域57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第5章 多自由度機(jī)械臂的動力學(xué)及有限元分析59-67
• 5.1 動力學(xué)簡介59-60
• 5.2 升降臂的動力學(xué)分析60-61
• 5.2.1 下臂的動力學(xué)分析60
• 5.2.2 中臂的動力學(xué)分析60-61
• 5.2.3 上臂的動力學(xué)分析61
• 5.3 伸縮臂的動力學(xué)分析61-62
• 5.3.1 第一節(jié)臂的動力學(xué)分析61
• 5.3.2 第二節(jié)臂的動力學(xué)分析61-62
• 5.3.3 第三節(jié)臂的動力學(xué)分析62
• 5.4 末端執(zhí)行裝置的動力學(xué)分析62
• 5.5 有限元分析62-66
• 5.5.1 有限元法63
• 5.5.2 AN SYS軟件63-64
• 5.5.3 多自由機(jī)械臂的有限元分析64
• 5.5.4 有限元分析準(zhǔn)備64
• 5.5.5 部件的應(yīng)力應(yīng)變圖64-65
• 5.5.6 模態(tài)分析65-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 總結(jié)與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 侯保林,樵軍謀,韓宏潮;一重載高速機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)與控制同時設(shè)計[J];機(jī)械設(shè)計;2004年01期

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本文編號：289516