工作装置各部件几何关系分析,  珠海路灯升降车出租, 珠海路灯升降车租赁, 珠海路灯升降车   工作装置的参数化处理其实就是工作装置内部对象之间通过ADAMS提供的参数化功能相互约束的过程，在处理之前必须了解对象之间的几何关系，才能进行对象相互之间的准确约束。因此，在对工作装置进行参数化处理之前先要进行关键部件几何关系的分析。工作装置是由动臂、斗杆、铲斗、连杆与摇臂铰接而成，下面依次对它们的几何关系进行分析。 （1）动臂几何关系分析动臂分布有B、C、D、F四个点，分别对应动臂与动臂液压缸的铰点，动臂与转台的铰点，动臂与斗杆液压缸的铰点，动臂与斗杆的铰点。通过路灯升降车的运动分析，了解动臂的运动是由动臂液压缸伸缩带动动臂围绕C点转动的过程，是动臂转角与动臂液压缸长度的关系的运动。  在△ABC中，依据余弦定理可求得动臂摆角BCA，即：1L——动臂液压缸的长度，为变量；ACl——动臂A、C两点的距离，为定值；BCl——斗杆B、C两点的距离，为定值。根据图2.7所示几何关系，动臂与水平X轴的转角为：——A、C两点连线与水平线的夹角，为定值；BCF——动臂的结构角，为定值。

   （2）斗杆几何关系分析斗杆分布有E、F、G、N、Q五个点，分别对应斗杆与斗杆液压缸的铰点，斗杆与动臂的铰点，斗杆与铲斗液压缸的铰点，斗杆与摇臂的铰点，斗杆与铲斗的铰点。斗杆除了方向随着斗杆液压缸长度的变化而变化，位置也会随着动臂的转动而移动。斗杆的方向变化是由斗杆液压缸伸缩带斗杆围绕F点转动，是斗杆转角与斗杆液压缸长度的关系的运动。在△DEF中，依据余弦定理可求得斗杆摆角DFE，：2L——斗杆液压缸的长度，为变量；DFl——斗杆D、F两点的距离，为定值；EFl——斗杆E、F两点的距离，为定值。 斗杆与水平X轴的转角为：  CFD——斗杆上的结构角，为定值；EFQ——斗杆上的结构角，为定值。斗杆与动臂在F点是铰接固定的，显然斗杆的位置是随着动臂F点坐标变化而变化的。  在（X，Y）坐标系中F点坐标为：CFl——动臂C、F两点的距离，为定值。

   （3）铲斗几何关系分析铲斗分布有Q、K、V三个点，分别对应铲斗与斗杆的铰点，铲斗与连杆的铰点，铲斗中央斗齿的位置。同理可知铲斗位置的变化过程即斗杆与铲斗的铰点Q坐标的变化过程，FQl——斗杆F、Q两点的距离，为定值；铲斗的方向变化相对来说较为复杂，它是由斗杆液压缸伸缩先带动连杆、摇臂的转动，再由连杆、摇臂的转动带动铲斗围绕Q点转动。在△GNM中，依据余弦定理可求得铲斗的摆角GNM，  3L——铲斗液压缸的长度，为变量；GNl——斗杆G、N两点的距离，为定值；NMl——摇臂NM的长度，为定值。根据图示几何关系，在推导铲斗的摆角3之前先要推导M、Q两点的距离：  NQl——斗杆N、Q两点的距离，为定值；GNQ——斗杆的结构角，为定值。通过MQl的值就可以求得NQM、MQK两角的大小：

  （4）连杆与摇臂几何关系分析,  连杆与摇臂的一端分别与铲斗、斗杆是铰接关系，将通过参数化点坐标的方法的与铲斗、斗杆铰接固定，而连杆、摇臂的另一端是随着两者铰接点M运动的，因此连杆与摇臂的几何关系分析实际上就是M点坐标的确定过程。

     珠海路灯升降车出租, 珠海路灯升降车租赁, 珠海路灯升降车

       工作装置参数化模型的建立及铰点力计算  （1）定义设计变量设计变量的定义主要包括名称（Name）、类型（Type）、量纲（Units）、标准值（Standard）和取值范围（ValueRangeby）的设置。其中名称一般修改为与变量目标有意义的名字以便于识别，如L1表示动臂液压缸的长度；量纲只有当类型设置为实数（Real）的时候才需要指定，如长度、角度、力等；标准值可以输入实数也可以输入包含其他设计变量的参数表达式；取值范围通常选择绝对的最大和最小值来控制。在工作装置参数化模型的建立过程中，设计变量按标准值的不同可以分为两类。一类是将已知的作为输入的参数定义为设计变量，标准值输入的实数，这类设计变量称为初始设计变量。定义的初始设计变量有动臂、斗杆、铲斗液压缸的长度，变量名分别为L1、L2、L3，控制工作装置作业姿态的变化；铲斗斗尖所承受X、Y、Z方向的外力和偏距，变量名分别为PX、PY、PZ、E，控制工作装置斗尖加载载荷的变化。另一类则是为了方便工作装置内部对象的参数化约束和约束过程的检查，将中间过程中某些随初始设计变量变化的因变量定义为设计变量，标准值输入的是包含其他设计变量的参数表达式，这类设计变量称为中间设计变量。定义的中间设计变量主要有位置坐标和方向角度两部分，前者用来确定部件之间的铰接位置，后者用来确定部件的方向角度。

       （2）关键部件的参数化装配首先，进行动臂的参数化处理，双击打开动臂的编辑窗口，并在分类（Category）下拉菜单选择名称和位置（NameandPosition）的编辑。其中Location表示动臂局部坐标系在全局坐标系的位置坐标，控制动臂的位置移动，Orientation表示动臂局部坐标系在全局坐标的方向，控制动臂的方向旋转。根据动臂的几何关系分析，可知动臂在C点是铰接固定的，C点取原点位置，所以Location编辑框中坐标值全部修改为零；运动主要是动臂液压缸伸缩带动围绕C点的平面旋转，且相对全局坐标系X轴的角度等于动臂的转角，所以在Orientation编辑框X轴方向输入动臂转角中间设计变量的参数表达式，其他方向默认为零，输入格式为：(Phi_1),0.0,0.0。根据斗杆的几何关系分析，可知斗杆会随着动臂的旋转发生位置上的平面移动，而由于斗杆与动臂在F点的铰接，斗杆的位置移动实际上就是动臂F点的坐标变化，所以在Location编辑框中应输入F点坐标中间设计变量的参数表达式，输入格式。斗杆在位置移动的同时，斗杆液压缸伸缩还会带动其围绕F点平面旋转，相对全局坐标系X轴的角度等于斗杆的转角，因而在Orientation编辑框输入：。铲斗的位置和方向的变化方式同斗杆类似，只需将Location编辑框中输入的F点坐标中间设计变量的参数表达式改为Q点，在Orientation编辑框输入X轴方向角度由斗杆的转角中间设计变量改为铲斗的即可。

     （3）液压缸的参数化建模对于液压缸本文采取ADAMS中创建圆柱体的方法模拟建模，创建圆柱体的过程会在圆柱体上自动生成一个Maker点，Maker的坐标控制圆柱体的位置，Maker点的方向则控制圆柱体的方向。以斗杆液压缸为例，创建斗杆液压缸体Cylinder_141与斗杆活塞杆Cylinder_142后会生成两个Maker点，分别为Marker_160和Marker_161，由于斗杆液压缸体与动臂在D点铰接，所以Cylinder141.Marker_160中的位置特征应与铰点D关联，关联的参数表达式；20而斗杆液压活塞杆与斗杆在E点铰接，所以Cylinder1.Marker_161中的位置特征应该与铰点E关联，关联的参数表达式为：。斗杆液压缸体和活塞杆的中轴线都是与D、E铰点连线重合的，所以在Orientation编辑框输入方向的参数表达式为：。另外，由于形体上差异，液压缸的质量同实际情况存在一定的差异，所以在模型建完之后需要通过用户自己输入的方式进行其质量信息的修改。

    （4）连杆与摇臂的参数化建模连杆和摇臂本文采取创建连杆的方法模拟建模，在创建连杆的过程会在连杆生成两个Marker点，确定连杆两端的位置，所以只需将两个Marker点的位置特征分别与对应的铰点关联起来再修改其质量信息即可，关联铰点的参数表达式参照液压缸的参数化建模过程。

   （5）参数化添加模型约束施加约束之前先要确定构件之间的装配关系，而液压路灯升降车工作装置作业过程的实质就是液压缸伸缩带动的连杆运动，机构中只存在移动副和旋转副。但是由于过约束的原因，并不能在所有铰接点都添加旋转副，在保证运动关系不变的前提下需要用其他约束替代以避免过约束的影响。添加运动副的过程中，在运动副相互约束的两个构件上会各自生成一个Marker点，第一个构件的Maker点称为I-Marker，第二个构件Maker点称为J-Marker，这两个Marker点用于计算两个构件之间的相对运动关系。因而，在两个Maker点的位置编辑栏中输入关联铰点的参数化表达式或在添加运动副的时候直接拾取需要关联的几何点，就可以确定运动副的位置。另外，对滑移副这种需要设定方向的约束在方向编辑栏中还需输入方向的参数表达式，具体参数化表示式的输入参考液压缸的参数化建模过程。

    （6）参数化添加驱动工作装置运动是由动臂、斗杆、铲斗的液压缸控制，所以需要在约束液压缸体和活塞杆的滑移副上添加平移驱动，将滑移副没用约束住的自由度控制住，让液压缸按照特定的规律运动，如在驱动Function编辑栏中输入零，则使液压缸体和活塞杆是相对固定的，针对的是工作装置某一作业姿态铰点作用力的计算。

   （7）承受外载荷的参数化添加路灯升降车作业状态下工作装置承受的外载荷的十分复杂的，在受力分析时想要考虑所有的因素是十分不现实的，通常情况下会对铲斗斗尖承受的外部载荷进行一定的简化，略去一些对结构强度和刚度影响较小的外部载荷，重点考虑一些起主要作用的外载荷，如将铲斗上承受的实际分布载荷等效简化为铲斗中央斗齿承受的集中载荷。另外，作业过程中由于挖掘方式的不同、作业姿态的变化等原因影响，铲斗斗齿承受外载荷的方向也是不断变化的，而载荷方向参数化变化的实现是非常的困难的，但是不管载荷的方向如何变化，通过力的正交分解都可以将其分解为两个相互垂直方向的力分量，从而使力的方向的固定，只需要考虑力的大小。斗齿的外载荷可以描述为沿X、Y、Z轴方向的力分量PX、PY、PZ和力偏离中间斗齿的距离e，但是实际作业过程中偏距e是不断变化的，而随偏距的变化不断改变外部载荷的加载位置是相当不现实的，所以用分别沿X轴和Y轴的力矩等效替代偏距e的作用。在斗尖外部载荷的添加之前，先要在铲斗斗尖部位添加一个Marker点，来控制加载力的位置和方向，位置根据实际加载位置可自行修改，方向设为同全局坐标系相同的方向；然后沿Marker点的X、Y、Z轴分别添加力和力矩PX、PY、PZ、MX、MY；最后分别在力和力矩的Function编辑栏中输入对应的参数表达式。

    （8）自定义界面的创建为了更方便操作，本文根据被定义为初始设计变量作为输入的参数，对已有的界面进行修改，创建自己需要的界面。界面的创建主要可分为对话框的编辑和菜单的编辑两部分。单击【Tools】→【DialogBox】→【Create】，打开对话框构造器，在构造器中选择新建一个新的对话框，输入名称Parametric_Design并勾选需要的按钮后确定。然后通23过对话框构造器中的创建菜单，创建相应的控件并通过菜单栏下面的布局按钮进行对话框的调整修饰。路灯升降车工作装置铰点力计算界面对话框布局完成后，需建立相应命令实现通过对话框控制的目标。对话框需要编辑的命令主要有两种。一种是赋值命令，主要功能是把对话框数据区输入的数值赋到对应的初始设计变量中，如将对话框中输入的动臂液压缸长度赋值到对应的初始设计变量L1中的命令：另一种是控制命令，主要功能通过按钮控制赋值命令的执行及其模型仿真运行，如控制赋值命令执行的命令：制作完对话框之后，为了方便打开，通常会为制作的对话框单独创建一个菜单。单击【Tools】→【Menu】→【Modify】打开菜单创建窗口，并在最下方输入菜单的创建命令并应用，输入命令为：MENU1路灯升降车铰点力计算结果校验为了对通过ADAMS工作装置参数化模型计算的铰点力结果和方法进行检验，本文选取了8种不同作业姿态下的工作装置并在铲斗斗尖加载不同的外部载荷，然后分别通过ADAMS工作装置参数化模型和理论公式人工计算的方法得到动臂与斗杆铰点F点位置坐标和作用力，并对比校验。F铰点的位置和作用力偏差都非常的小，位置坐标精度保持到小数点后两位，力和力矩分量的偏差分别保持在50N和10Nm以内，几乎可以忽略不计。可见，通过ADAMS工作装置参数化模型计算的结果和过程是准确的，且处理精度非常的高。因而，该方法可以用来进行路灯升降车工作装置铰点力的计算并应用于后续工作，具有实际应用价值。

     珠海路灯升降车出租, 珠海路灯升降车租赁, 珠海路灯升降车