全向剪叉自行式高空作业平台的开发

发布时间：2017-04-09 19:03

  本文关键词：全向剪叉自行式高空作业平台的开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高空作业机械是一种通过带有伸展机构的工作平台运送工作人员、工具、设备和材料等到指定位置完成高空工作的特殊装置，是特种工程机械中的一种，它被广泛应用于建筑、机场、住宅等施工场所。剪叉自行式高空作业平台是高空作业机械的一种，目前自行式高空作业平台承载底盘大多采用履带式或传统的轮式移动机构，使得其悬挂机构较为复杂，且行走过程中不可避免的有转弯半径。针对上述问题，开发了全向剪叉自行式高空作业平台，满足了其设计要求，提高了自行式高空作业平台的运动性能。本文的研究工作主要如下： (1)对辊子曲线方程进行了研究，，完成了Mecanum轮设计和制造工作。研究了Mecanum轮滚动阻力系数测定方法，通过虚拟样机仿真的方法研究了其滚动阻力系数的规律； (2)实验测定了辊子与地面的滑动摩擦系数，建立了全方位运动平台的运动学方程与带滑动的动力学方程，据此进行了全方位平台的控制系统设计，并完成全方位运动平台的结构设计与制造工作； (3)研究了单缸五组式剪叉升降平台的运动学关系，对底端剪叉臂进行了受力分析。以减小液压油缸最大推力和剪叉臂质量为目标对剪叉臂进行了优化设计。设计了防护板及其升降机构。
【关键词】：Mecanum轮 滚动阻力 带滑动动力学方程 优化设计 防护板机构
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH211.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 图表清单9-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 研究背景与意义13-14
• 1.2 国内外研究现状综述14-19
• 1.2.1 液压剪叉升降平台研究现状14-15
• 1.2.2 Mecanum 轮式全方位移动机构研究现状及应用综述15-19
• 1.3 课题来源与研究内容19-21
• 1.3.1 课题来源19-21
• 1.3.1.1 设计目标20
• 1.3.1.2 设计原则20-21
• 1.3.2 主要研究内容21
• 1.4 本章小结21-22
• 第二章 Mecanum 轮设计及滚动阻力研究22-37
• 2.1 Mecanum 轮结构设计22-24
• 2.1.1 Mecanum 轮辊子母线方程22-23
• 2.1.2 辊子母线椭圆弧近似处理23-24
• 2.2 全方位运动平台布局形式24-25
• 2.3 Mecanum 轮滚动阻力研究25-29
• 2.3.1 粘弹性迟滞损失26-28
• 2.3.1.1 橡胶粘弹性26
• 2.3.1.2 滞后现象与迟滞损失26-28
• 2.3.2 Mecanum 轮滚动阻力系数28-29
• 2.4 Mecanum 轮滚动阻力系数测定方法29-36
• 2.4.1 滚动阻力测定方法分类29-30
• 2.4.1.1 室内台架试验法29-30
• 2.4.1.2 道路试验法30
• 2.4.2 Mecanum 轮滚动阻力系数功率平衡测定法30-31
• 2.4.3 Mecanum 轮滚动阻力仿真31-36
• 2.4.3.1 全方位平台简化虚拟样机设计及简化31-33
• 2.4.3.2 滚动阻力矩与全方位平台运动方向关系33-34
• 2.4.3.3 滚动阻力矩与全方位平台运动速度关系34
• 2.4.3.4 Mecanum 轮阻力系数及其规律34-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 全方位运动平台的建模与仿真37-54
• 3.1 全方位平台运动学分析及仿真37-43
• 3.1.1 全方位平台运动学分析37-40
• 3.1.2 基于 Adams 简化虚拟样机运动仿真40-43
• 3.1.2.1 全方位平台 x 向运动仿真40-41
• 3.1.2.2 全方位平台 y 向运动仿真41-42
• 3.1.2.3 全方位平台绕几何中心旋转运动仿真42-43
• 3.2 全方位平台不考虑滑动动力学分析43-44
• 3.3 全方位平台考虑滑动因素动力学分析44-53
• 3.3.1 滑动摩擦系数的测定及近似44-48
• 3.3.2 全方位平台考虑滑动因素的动力学建模48-50
• 3.3.3 全方位运动平台有滑动动力学方程的计算50-53
• 3.3.3.1 x、y 正向运动仿真计算50-53
• 3.3.3.2 仿真计算结果与实际样机运动结果对比53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 全向剪叉自行式高空作业平台样机设计54-76
• 4.1 全方位运动平台设计54-59
• 4.1.1 全方位平台机械结构设计54-55
• 4.1.2 全方位移动平台控制系统设计55-59
• 4.1.2.1 电机和驱动器选型56
• 4.1.2.2 主控制器电路56-59
• 4.1.2.3 操作杆控制电路59
• 4.1.2.4 其它电路59
• 4.2 剪叉升降机构优化设计59-68
• 4.2.1 单缸五组剪叉臂运动分析59-62
• 4.2.2 剪叉式升降平台虚拟样机的建立及仿真62-64
• 4.2.3 剪叉升降平台结构参数的优化设计64-68
• 4.3 剪叉升降平台剪叉臂结构优化分析68-72
• 4.3.1 剪叉臂铰点受力分析68-69
• 4.3.2 剪叉臂有限元分析及优化设计69-72
• 4.4 防护板升降机构设计72-75
• 4.4.1 连杆传动结构设计72-73
• 4.4.2 导向结构设计73-74
• 4.4.3 防护板升降机构总成74-75
• 4.5 本章小结75-76
• 第五章 总结与展望76-78
• 5.1 全文总结76-77
• 5.2 工作展望77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 李鄂民,李金涛;剪叉机构中两种液压缸布置方式的分析和比较[J];甘肃工业大学学报;2000年01期

2 李鄂民;齐文虎;王滨;杨洋;张晨;;液压缸双梁铰接式剪叉机构动力学及运动学分析[J];机床与液压;2011年22期

3 付宜利,李寒,徐贺,马玉林;轮式全方位移动机器人几种转向方式的研究[J];制造业自动化;2005年10期

4 聂晓璐;赵臣;;全方位小型足球机器人的运动学分析[J];机械科学与技术;2007年11期

5 张华;霍玉兰;;我国高空作业车行业发展与展望[J];建筑机械;2009年23期

6 戴振东,惠春,STANISLAV Gorb;粗糙度对4种聚氨酯弹性体粘着性能的影响[J];摩擦学学报;2003年03期

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