鑿巖臺車工作裝置定位誤差研究與仿真分析.pdf

1、鑿巖臺車作為鉆爆法施工的關(guān)鍵設(shè)備，其鑿巖效率和工作裝置定位精度直接影響成孔質(zhì)量和爆破效果。研究工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)及定位誤差，對改善鑿巖臺車定位精度，減少隧道斷面超挖、欠挖，降低施工成本具有重大意義。本文以TAMROCK某型號鑿巖臺車工作裝置為研究對象，針對工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、車體定位、軌跡規(guī)劃、定位誤差標(biāo)定進(jìn)行了系統(tǒng)的理論推導(dǎo)、定量演算以及仿真分析。
　　首先運(yùn)用SOLIDWORKS建立工作裝置的三維實(shí)體模型，采用D-H方法建立了工作

2、裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，通過MATLAB仿真求解實(shí)現(xiàn)了計(jì)算結(jié)果與三維模型實(shí)測數(shù)據(jù)的對比驗(yàn)證;通過坐標(biāo)變換推導(dǎo)出車體坐標(biāo)系對隧道斷面坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，實(shí)現(xiàn)了車體的精準(zhǔn)定位;針對幾種典型軌跡規(guī)劃曲線類型進(jìn)行了仿真分析及對比，為工作裝置軌跡規(guī)劃的設(shè)計(jì)和選型提供了依據(jù)。
　　針對工作裝置的鉆臂和推進(jìn)梁，本文分別采用當(dāng)量慣性矩法和截面形心慣性矩法計(jì)算出其不同狀態(tài)下的撓度和轉(zhuǎn)角，進(jìn)行撓性變形分析;采用微分矩陣法對工作裝置零部件結(jié)構(gòu)制造和檢測誤差

3、引起的位姿誤差進(jìn)行誤差建模，得到釬桿末端相對于鉆臂基座的誤差矩陣與極限工況下的誤差變化曲線，求解分析了工作裝置于隧道斷面的誤差分布情況，對比分析了工作裝置各桿件對釬桿末端定位誤差的影響，對工作裝置零部件的設(shè)計(jì)及加工制造具有很好的指導(dǎo)作用。
　　本文最后建立了工作裝置虛擬樣機(jī)模型，基于ANSYS生成鉆臂三節(jié)臂的MNF中性文件，運(yùn)用ADAMS和ANSYS進(jìn)行聯(lián)合仿真，建立工作裝置剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真及定位誤差分析，選取某定