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本文以混凝土泵车的布料机构为研究对象,利用柔性多体动力学理论和机器人理论对泵车臂架系统的动力学进行了细致的研究和分析。主要的研究内容如下:
(1)把泵车臂架系统作为一个柔性冗余机械臂进行研究,将臂架看作一个开环运动链,由一系列连杆通过转动副串联而成。开链一端固定在基座上,另一端自由,完成泵车的浇筑动作。本文创新性的将柔性多体动力学理论应用于泵车臂架系统的分析中,利用递推列式和拉格朗日方程建立泵车臂架的动力学模型,给出了四节臂架系统的动力学方程。
(2)利用目前进行机械系统多体动力学研究较为先进的ADAMS软件,对泵车臂架系统进行了刚柔两种建模,由于系统本身结构比较复杂,所以建模时在不影响结论的前提下作了一些简化。泵车的柔性建模采用离散梁的方式。
(3)进行了动力学仿真分析,对泵车的刚性和柔性仿真结果进行对比,通过对臂架各杆的位移、速度和加速度以及所受力和力矩等的分析,得出结论为柔性分析对臂架系统末端轨迹的描述要更加准确,更符合实际情况。