一种新型矿用正铲液压挖掘机的运动学分析.pdfVIP

学兔兔 第 50卷第 15期 机 械 工 程 学 报 v01．5O NO．15 2014 年 8 月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Aug． 20 14 DoI： 10．3901／JME．2014．15．028 一 种新型矿用正铲液压挖掘机的运动学分析水 刘 征 ，2 陈谊超 ，4 丁华锋 ，2，。 (1．燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室 秦皇岛 066004； 2．上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 上海 200240； 3．燕山大学河北省并联机器人与机 电系统实验室 秦皇岛 066004； 4．广西柳工机械股份有限公司 柳州 545007) 摘要：提出一种新型矿用正铲液压挖掘机，其工作装置是一个复杂的多环耦合机构。采用修正的Gfiibler-Kutzbach公式分析 工作装置的自由度，得出该工作装置能够满足正铲作业要求，可以实现两个移动和一个转动。基于运动链环路理论，建立通 用的机构运动学分析框图，并且利用该框图对机构进行运动学分析。基于运动学正解分析矿用正铲液压挖掘机的水平挖掘时 理论可达的工作空间，得出该机构在水平挖掘时铲斗与地面的倾角为 30。～50。时挖掘空间最优，满足挖掘机水平挖掘的作 业要求。基于机构运动分析框图对机构进行速度分析，得到液压缸的输入速度与铲斗输出运动之间的雅可比矩阵。最后给出 了五组数值算例，对运动学分析进行验证。研究结果为该机构的设计和使用提供重要的理论依据。 关键词：正铲挖掘机；自由度；运动学分析；工作空间：雅可比矩阵 中图分类号：TP21 KinematicsAnalysisofaNew HydraulicFace-shovelExcavatorinM ining LIU Zheng， CHEN Yichao ’4 DING Huafeng’’ (1．KevLabofIndustrialComputerControlEngineeringofHebeiProvince， YanshanUniversity,Qinhuangdao066004； 2．StateKeyLaboratoryofMechanicalSystem andVibration， ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240； 3．HebeiProvincialKeyLaboratoryofParallelRobotandM echatronicSystem， YanshanUniversiyt,Qinhuangdao066004； 4．GuangxiLiugongMachineryCo．，Ltd，Liuzhou545007) Abstract：A new hydraulicface-shovelexcavatorisproposedanditsworkingdeviceisacomplexmulti-loopscouplingmechanism． Thedegreesoffreedom oftheworkingdeviceareanalyzedbyusingthemodifiedGfiibler-Kutzbachcriterion．Theresultshowsthat htedegreesofrfeedom oftheworkingdevicearetwotranslationsandonerotationonaplane，whichcanmeetthere