基于智能控制的挖掘机先导操纵箱的设计.doc

摘要:本文对于目前我国挖掘机现有的操纵箱多存在着结构复杂，操纵杆件多，拆卸维修不易等问题，给挖掘机驾驶操作员带来了很大的困扰，在高强度操作的同时，可能由于操作部件布局的不合理，长时间保持一种要是带来疲劳，也可能因为操纵模式的单一使得工作变得繁琐。进行了操纵箱的结构性、功能性设计，对操纵箱结构升级并对操纵杆的操纵力和操纵行程进行简单计算；使用Pro/E三维造型设计软件，建立挖掘机操纵箱三维模型；简单的通过多体系统动力学研究方法，使用在动力学中常用的分析软件ADAMS软件对于该模型建立虚拟模型的动力分析，以检验机构的合理性。通过这种分析，检验改操纵装置设计的合理性以及操纵结构的优点。对操纵箱的维修拆卸提供了方便，减轻挖掘机操作人员的工作强度，同时确定操纵装置的精确控制，对以后挖掘机的智能发展提供方便。

关键词 挖掘机；操纵箱；设计；Pro/E；虚拟样机；动力学仿真

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的背景与意义-1

1.2 挖掘机国内外有关技术的现状-1

1.2.1 国外发展现状-1

1.2.2 国内发展现状-2

1.3 研究的目的与设计要求-2

1.3.1 研究的目的-2

1.3.2 研究设计要求-3

2 总体方案设计-4

2.1 分析挖掘机操纵箱问题-4

2.2 操纵箱整体机构设计-4

2.2.1 基本组成机构及作用-4

2.2.2 基本原理-4

2.3 总体方案设计的原则-5

2.3.1 多体动力学-Kane-Huston方法-5

2.3.2 人机工程学-5

2.3.3 操纵箱设计原则-5

2.3.4 操纵杆设计原则-6

3 操纵箱总体设计-8

3.1 挖掘机操纵箱结构设计-8

3.1.1 操纵箱箱体结构设计-8

3.1.2 操纵箱先导手柄结构设计-8

3.1.3 操纵箱操纵杆结构设计-9

3.2 挖掘机操纵箱参数设计-9

3.2.1 操纵箱箱体参数设计-9

3.2.2 手柄以及操纵杆参数设计-9

4 挖掘机工作装置机构设计-15

4.1 设计工作装置主要构件的结构形式-15

4.1.1 设计动臂的结构-15

4.1.2 设计斗杆的结构-15

4.1.3 设计铲斗和斗齿的结构-15

4.2 工作装置主要构件的参数选择-16

4.2.1 铲斗参数选择-16

4.2.2 动臂参数选择-17

4.2.3 斗杆参数选择-18

4.2.4 油缸布置-19

5 挖掘机操纵箱的实体建模-20

5.1 Pro/E软件介绍-20

5.1.1 Pro/E软件主要特性-20

5.2 建模过程-20

5.2.1 操纵箱箱体建模-20

5.2.2 操纵装置建模-21

5.2.3 工作装置建模-22

5.3 创建挖掘机工作装置和操纵箱三维模型-23

6 挖掘机工作装置的动力学仿真分析-25

6.1 ADAMS软件介绍-25

6.1.1 虚拟样机定义-25

6.1.2 虚拟样机的特点-25

6.1.3 虚拟样机的功能-25

6.2 创建虚拟样机模型-26

6.2.1 创建虚拟样机模型的操作-26

6.3 样机模型仿真分析-27

6.3.1 挖掘阻力与挖掘重力的分析-27

6.3.2 挖掘机工作装置受力仿真分析-28

结论-30

致谢-31

参考文献-32