液压驱动机械臂设计及其仿真研究

摘要

为满足煤矿对木材装卸与转运工作的需要，本文设计一种便于安装于普通叉车上的液压驱动机械臂。结合实际工作环境以及叉车、木材实际尺寸，参考以往同类型产品设计经验，利用先进理论知识、三维建模技术、有限元分析工具和现代结构优化理念，实现对机械臂的设计分析和优化。在满足特定设计参数的前提下，尽可能设计的通用美观，便于操作和维修工作。论文的主要研究工作和结论如下：
　　(1)查阅已有设计资料，结合现有数据借助Solid works软件完成对液压驱动机械臂的实体建模组装工作。利用该软件分析工具对机械臂的重要结构进行初步分析工作，以检验其重要尺寸参数和重量参数是否符合设计要求，为机械臂制造加工提供数据依照。
　　(2)利用ADAMS动力学仿真软件建立液压驱动机械臂虚拟样机系统，进一步完成模型的前处理工作。对模型合理性进行验证，并对模型进行优化处理。通过以上分析研究，验证物理模型符合设计要求。
　　(3)将优化后的模型导入ANSYS中，通过对部分重要结构进行有限元分析，分析其应力、形变云图，指出结构中薄弱部位，并提出优化解决方案，对不符合设计要求的结构进行重新设计，为机械臂的安全性提供理论依据。
　　本论文通过理论研究，完成模型设计和仿真工作，设计出一种适合煤矿井上木材转运工作的全新液压驱动机械臂。并使用分析软件，验证整个机械臂在质量和结构强度，刚度，伸缩半径，旋转角等参数度符合其实际工作要求。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究课题的提出

1.2本文研究的目的和意义

1.3液压机械臂国内外发展概述

1.4主要研究内容

第二章 车载液压机械臂结构设计

2.1机械臂的组成和分类

2.2车载液压机械臂设计依据和性能要求

2.3设计方案的分析与确定

2.4车载液压机械臂各主要构件的设计

2.5整机实体模型装配

2.6本章小结

第三章 基于Adams的机械臂仿真分析和优化设计

3.1 ADAMS 软件的设计流程

3.2基于ADAMS的机械臂仿真研究

3.3本章小结

第四章 基于ANSYS的机械臂有限元分析

4.1有限元分析基本理论

4.2接触分析简介

4.3机械手骨架的有限元分析

4.4 基座结构有限元分析

4.5本章小结

结论与展望

研究结论

研究展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢