新型多連桿可控挖掘機構(gòu)相關(guān)性能分析及仿真.pdf

1、挖掘機作為一種典型的工程機械，廣泛應用于農(nóng)田水利、建筑工程、礦山采掘等領(lǐng)域。目前，傳統(tǒng)的機械式挖掘機因其單一的自由度不能完成靈活的挖掘動作;液壓式挖掘機具有結(jié)構(gòu)簡單、動作靈活等優(yōu)點，但其液壓組件加工精度和裝配要求較高，且易發(fā)生漏油等問題。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機構(gòu)學不斷與多種學科交叉、滲透，產(chǎn)生了許多新的研究領(lǐng)域，其中，近年來與電子技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的可控機構(gòu)既可實現(xiàn)柔性輸出，又具有剛度高、慣量小、承載能力強等優(yōu)點，國內(nèi)外學者已經(jīng)對可控機構(gòu)開展

2、了很多研究工作，并獲得了一定成果，但結(jié)合工程實際應用的機構(gòu)構(gòu)型研究還鮮見報道。
　　本文在分析挖掘機和可控機構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將可控機構(gòu)理論應用于挖掘機，設(shè)計出一種新型多連桿可控挖掘機構(gòu)，針對該挖掘機構(gòu)先后做了結(jié)構(gòu)學、運動學和動力學等方面的研究，并進行了仿真分析，為該挖掘機構(gòu)的應用和推廣提供了理論依據(jù)。主要工作內(nèi)容如下:
　　運用可控機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的相關(guān)理論和方法設(shè)計出一種新型多連桿可控挖掘機構(gòu)，對其結(jié)構(gòu)組成和工作原理

3、進行分析，并利用約束螺旋理論計算該挖掘機構(gòu)的自由度。
　　根據(jù)挖掘機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點對其結(jié)構(gòu)進行簡化，運用閉環(huán)矢量法建立可控挖掘機構(gòu)位置分析的數(shù)學模型，分別求解出機構(gòu)的位置正解和位置逆解表達式，并對該機構(gòu)的位置正逆解進行數(shù)值分析。
　　在機構(gòu)位置正逆解分析的基礎(chǔ)上，對可控挖掘機構(gòu)的速度、加速度進行求解，得到該機構(gòu)的雅克比矩陣和海森陣，分析機構(gòu)的奇異位形，根據(jù)隱函數(shù)存在定理求出工作空間的邊界條件。
　　在可控挖掘機構(gòu)運動學分