混凝土濕噴機(jī)臂架系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、混凝土濕噴機(jī)是噴錨支護(hù)領(lǐng)域重要的工程設(shè)備，其臂架系統(tǒng)（或噴射機(jī)械手）主要用于調(diào)整混凝土噴出的方向與噴射的位置。但臂架系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)設(shè)計(jì)的不合理會(huì)導(dǎo)致臂架變幅過(guò)程中所需驅(qū)動(dòng)力過(guò)大，從而造成液壓系統(tǒng)工作負(fù)荷大、濕噴機(jī)工作能耗大等問(wèn)題。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文以某公司的一種混凝土濕噴機(jī)臂架系統(tǒng)為范例，基于動(dòng)力學(xué)模型對(duì)該臂架系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究，從而減少臂架系統(tǒng)工作過(guò)程中所需驅(qū)動(dòng)力。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)對(duì)臂架系統(tǒng)

2、進(jìn)行了三維建模與機(jī)構(gòu)分析，分析可知該臂架系統(tǒng)為不完全開(kāi)鏈的12連桿機(jī)構(gòu)（包括兩個(gè)閉環(huán)機(jī)構(gòu)）。
　　(2)利用拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程，建立臂架系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，即臂架系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力的解析模型;并利用PRO/E驗(yàn)證了該動(dòng)力學(xué)模型的合理性。
　　(3)根據(jù)以上動(dòng)力學(xué)模型分析臂架系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化;并對(duì)濕噴機(jī)不同工況的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，分析得極端工況。
　　(4)基于臂架系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)

3、模型，以極端工況下最大驅(qū)動(dòng)力最小為目標(biāo)，以保證運(yùn)動(dòng)空間、工作性能等條件為約束，建立了臂架系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化模型?；谶z傳算法對(duì)該優(yōu)化模型進(jìn)行求解。優(yōu)化后的大臂最大驅(qū)動(dòng)力相對(duì)優(yōu)化前減少了24.38％，優(yōu)化后的小臂最大驅(qū)動(dòng)力相對(duì)優(yōu)化前減少了40.27％。
　　(5)使用優(yōu)化后的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)重新進(jìn)行臂架系統(tǒng)的三維建模，并對(duì)優(yōu)化后臂架系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明優(yōu)化后臂架系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力相對(duì)優(yōu)化前明顯減少;另外，采用測(cè)量液壓缸油壓的