發(fā)布時(shí)間：2022-09-17 14:42

　　巷道修復(fù)機(jī)是專門用于井下煤礦開采以及巷道修復(fù)的設(shè)備,因其結(jié)構(gòu)緊湊、工作效率高、適應(yīng)性強(qiáng)以及安全性高等特點(diǎn),在煤礦開采行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。受井下空間環(huán)境的限制,要求在有限巷道高度下,反鏟工作臂滿足一定的卸料高度,而常規(guī)的工程機(jī)械工作臂不能滿足要求。針對該類問題,本文首先對兩節(jié)臂和三節(jié)臂對受限空間的適應(yīng)性進(jìn)行了研究,并對其進(jìn)行機(jī)構(gòu)優(yōu)化并對比分析,從而選擇更合適的設(shè)計(jì)方案,得出三節(jié)臂更適合井下特殊環(huán)境的結(jié)論。在保證其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度的前提下,通過尺寸優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化相結(jié)合的方法,盡可能的減少其質(zhì)量。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）導(dǎo)出了兩節(jié)臂和三節(jié)臂目標(biāo)函數(shù)及約束條件表達(dá)式。采用D-H齊次變換矩陣法分別建立了兩節(jié)臂反鏟工作裝置和三節(jié)臂反鏟工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并對其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,從而得出各鉸點(diǎn)之間的位姿關(guān)系,推導(dǎo)了邊界約束的表達(dá)式;同時(shí)也對兩節(jié)臂反鏟工作裝置和三節(jié)臂反鏟工作裝置的最大整機(jī)理論挖掘力進(jìn)行了推導(dǎo),導(dǎo)出了非線性、多變量的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式。（2）反鏟工作裝置結(jié)構(gòu)適應(yīng)性研究。建立了兩節(jié)臂和三節(jié)臂結(jié)構(gòu)與巷道高度卸料高度的幾何關(guān)系;然后建立了反鏟工作裝置基于挖掘力的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以及約束條件表... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號和縮寫詞表
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巷道修復(fù)機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 工作裝置研究現(xiàn)狀
        1.2.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 三節(jié)臂反鏟工作裝置機(jī)構(gòu)優(yōu)化問題建模
    2.1 機(jī)構(gòu)優(yōu)化理論概述
    2.2 優(yōu)化目標(biāo)及約束條件的確定
        2.2.1 優(yōu)化目標(biāo)的確定
        2.2.2 約束條件的確定
    2.3 優(yōu)化算法的選擇
    2.4 三節(jié)臂邊界約束建模
        2.4.1 D-H齊次變換矩陣簡介
        2.4.2 三節(jié)臂反鏟工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        2.4.3 三節(jié)臂邊界約束方程建模
    2.5 三節(jié)臂整機(jī)最大挖掘力的分析計(jì)算
        2.5.1 工作油缸的理論挖掘力分析計(jì)算
        2.5.2 整機(jī)理論挖掘力分析計(jì)算
    2.6 三節(jié)臂優(yōu)化問題數(shù)學(xué)建模
        2.6.1 目標(biāo)函數(shù)的確定
        2.6.2 約束條件的確定
    2.7 本章小結(jié)
3 兩節(jié)臂反鏟工作裝置機(jī)構(gòu)優(yōu)化問題建模
    3.1 兩節(jié)臂反鏟工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
    3.2 兩節(jié)臂邊界約束方程建模
    3.3 兩節(jié)臂整機(jī)最大挖掘力分析計(jì)算
    3.4 兩節(jié)臂機(jī)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)建模
    3.5 本章小結(jié)
4 優(yōu)化結(jié)果及影響因素分析
    4.1 優(yōu)化前后的結(jié)果對比分析
        4.1.1 三節(jié)臂優(yōu)化前后的結(jié)果對比分析
        4.1.2 兩節(jié)臂優(yōu)化前后的結(jié)果對比分析
        4.1.3 設(shè)計(jì)方案的選擇
    4.2 三節(jié)臂空間約束的影響分析
        4.2.1 巷道高度的約束對優(yōu)化結(jié)果的影響
        4.2.2 最大卸料高度的約束對優(yōu)化結(jié)果的影響
        4.2.3 最大挖掘深度的約束對優(yōu)化結(jié)果的影響
        4.2.4 最大挖掘半徑的約束對優(yōu)化結(jié)果的影響
        4.2.5 綜合影響分析
    4.3 三節(jié)臂設(shè)計(jì)變量對挖掘力和工作范圍的影響分析
        4.3.1 AG的長度對挖掘力以及工作裝置工作性能的影響
        4.3.2 BI的長度對挖掘力以及工作裝置工作性能的影響
        4.3.3 CP的長度對挖掘力以及工作裝置工作性能的影響
        4.3.4 NK的長度對鏟斗油缸挖掘力以及工作裝置工作性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 三節(jié)臂反鏟工作裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論概述
    5.2 挖掘過程受力分析
    5.3 尺寸優(yōu)化
        5.3.1 尺寸優(yōu)化數(shù)學(xué)建模
        5.3.2 尺寸優(yōu)化分析計(jì)算
        5.3.3 尺寸優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證
    5.4 拓?fù)鋬?yōu)化
        5.4.1 拓?fù)鋬?yōu)化方法選擇
        5.4.2 拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)建模
        5.4.3 拓?fù)鋬?yōu)化分析計(jì)算
        5.4.4 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果強(qiáng)度校核
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 文章不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3679426