鑿巖臺(tái)車工作裝置定位誤差研究與仿真分析.pdf

1、鑿巖臺(tái)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(duì)改善鑿巖臺(tái)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(hào)鑿巖臺(tái)車工作裝置為研究對(duì)象，針對(duì)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(guò)MATLAB仿真求解實(shí)現(xiàn)了計(jì)算結(jié)果與三維模型實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證;通過(guò)坐標(biāo)變換推導(dǎo)出車體坐標(biāo)系對(duì)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(duì)幾種典型軌跡規(guī)劃曲線類型進(jìn)行了仿真分析及對(duì)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(duì)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(duì)工作裝置零部件結(jié)構(gòu)制造和檢測(cè)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(duì)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(duì)比分析了工作裝置各桿件對(duì)釬桿末端定位誤差的影響，對(duì)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