柔性动臂式汽车起重机起落钩修正及重物消摆技术研究

摘要

汽车起重机在吊装作业过程中由于变形或运行加速度的影响,吊重会产生偏摆,对于吊装定位精度、作业效率及安全性都有影响,因此需要对起重机吊重偏摆进行修正和控制。传统的研究起重机吊重偏摆控制问题主要都是针对小车式变幅起重机的小车-吊重系统展开的,对于动臂式起重机不再适用。本文对于汽车起重机起钩、落钩、回转、变幅不同作业情况吊重偏摆问题进行了分析,建立了起落钩工况的系统变形分析模型并进行了偏摆修正,同时建立了回转变幅工况的动力学模型,完成了消摆控制研究。
　　对起落钩工况起重机伸缩臂进行了模型等效,考虑变幅液压缸的支承作用,计及轴力对变形的影响,利用微分方程法得到了适用于任意臂节数的吊臂末端挠度精确计算表达式。
　　对起重机底座结构进行了分析,针对起重机活动支腿弹性变形较大的特点,推导了由活动支腿变形导致的回转台转动变形公式,并进一步得到了变幅平面内回转台的转动变形。将底座弹性变形与吊臂弯曲变形结合起来,推导了起重机起落钩工况帯载前后工作幅度与吊臂变幅角度之间的关系式。利用逐步搜素法对修正后的变幅角度进行求解,并将其转化为变幅液压缸的伸缩量,通过直接改变变幅油缸伸缩量实现了起落钩工况吊重偏摆的修正。
　　分析了汽车起重机作业过程中系统运动部件之间的相对运动关系,利用齐次坐标及齐次变换的方法对各部件进行了运动描述,基于等效元素集成法针对回转、变幅、吊重空间摆动的四自由度系统建立了动力学模型。对回转工况建立了Simulink动力学仿真模块,分别改变初始变幅角度、钢丝绳长、吊重质量对系统进行了运动特性分析,利用双闭环鲁棒 PID控制方法实现了吊重摆动角度及回转角度的控制。

目录

柔性动臂式汽车起重机起落钩修正及重物消摆技术研究

TECHNICAL RESEARCH ON FLEXIBLE ARM CRANE TRUCK UPS AND DOWNS HOOK CORRECTION AND LOAD ANTI-SWAY

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的与意义

1.2 研究现状及分析

1.3 本课题的主要研究内容

第2章 汽车起重机起落钩工况伸缩臂变形分析

2.1 起重机伸缩臂计算模型

2.2 起落钩工况吊臂受力分析

2.3 基于非线性变形理论的吊臂末端挠度推导

2.4 本章小结

第3章 考虑底座变形的起落钩修正技术研究

3.1 起重机底座变形分析计算

3.2 起落钩修正问题提出

3.3 基于改变变幅液压缸伸缩长度的起落钩修正

3.4 本章小结

第4章 汽车起重机吊重消摆技术研究

4.1 吊重摆动系统四自由度动力学模型

4.2 回转工况吊重摆动系统的动力学仿真分析

4.3 回转工况吊重摆动控制研究

4.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢