混凝土濕噴機臂架系統(tǒng)的動力學分析及驅(qū)動機構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、混凝土濕噴機是噴錨支護領(lǐng)域重要的工程設(shè)備，其臂架系統(tǒng)（或噴射機械手）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)動機構(gòu)幾何參數(shù)設(shè)計的不合理會導致臂架變幅過程中所需驅(qū)動力過大，從而造成液壓系統(tǒng)工作負荷大、濕噴機工作能耗大等問題。
　　針對上述問題，本文以某公司的一種混凝土濕噴機臂架系統(tǒng)為范例，基于動力學模型對該臂架系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)進行優(yōu)化研究，從而減少臂架系統(tǒng)工作過程中所需驅(qū)動力。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)對臂架系統(tǒng)

2、進行了三維建模與機構(gòu)分析，分析可知該臂架系統(tǒng)為不完全開鏈的12連桿機構(gòu)（包括兩個閉環(huán)機構(gòu)）。
　　(2)利用拉格朗日動力學方程，建立臂架系統(tǒng)的動力學模型，即臂架系統(tǒng)驅(qū)動力的解析模型;并利用PRO/E驗證了該動力學模型的合理性。
　　(3)根據(jù)以上動力學模型分析臂架系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)幾何參數(shù)對驅(qū)動力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)驅(qū)動機構(gòu)有待進一步優(yōu)化;并對濕噴機不同工況的驅(qū)動力進行動力學分析，分析得極端工況。
　　(4)基于臂架系統(tǒng)的動力學

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